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冶炼技术  

氧气转炉炼钢技术的进展 (之一)

作者:佚名
次数:1069
日期:2015-5-4 10:09:14

近10年,中国钢铁工业迅速发展,采用转炉长寿复吹工艺,碳氧积波动在0.0023~0.0030,渣中TFe降低4%~6%,钢中氧降低(100~250)×10-6。

1前言

近几年,中国转炉钢厂围绕着“节能、降耗、提高生产效率、提高产品质量”的中心目标,推广采用各种先进技术。在转炉溅渣护炉、长寿复吹工艺、高效冶炼技术和纯净钢生产等领域,取得显著成绩。

2中国氧气转炉炼钢技术的进步

2.1长寿转炉技术

2.1.1溅渣工艺优化与完善

1991年,美国LTV钢公司首次实施溅渣护炉,至1995年创造了转炉炉龄15658炉的世界炉龄纪录。溅渣护炉技术介绍到中国,首先遇到的问题是如何适应中国的特点,全面推广采用该项技术。和美国不同,中国转炉呈多元化。全面推广溅渣护炉技术,必须适应以下3种工况:

(1)以生产板材为主的大型转炉,其工艺特点是:终点钢水碳含量低,终渣Fe0高;

(2)以生产型材为主的中、小型转炉,多采用高拉碳工艺,终点碳含量偏高,终渣Fe0含量低;

(3)以含V、Ti铁水生产的转炉,采用提钒半钢冶炼,终渣碱度高,Fe0含量更高。

第一种工况与美国转炉厂类似,可以借鉴国外经验。而第二、三种工况,则须依靠国内自主开发相适应的溅渣护炉工艺。大量的研究证明,高Fe0炉渣与低Fe0炉渣的溅渣工艺不同,溅渣层与炉衬砖的结合机理不同,但都能达到保护炉衬、延长炉体寿命的功效。不同的钢厂因生产不同的品种和采用不同的炼钢工艺,故可分别采用不同的溅渣工艺。

采用溅渣护炉工艺中保证炉膛不变形是一重大难题。研究发现,在溅渣过程中炉渣出现分熔现象,即高熔点炉渣凝固在炉壁上,而低熔点炉渣淌流回渣池。因此,严格控制终渣过热度(约100~150℃),保证炉渣具有良好的流动性,是控制溅渣后转炉炉型的重要方法。

采用以下措施可保证良好的溅渣效果:

(1)根据冶炼钢种和吹炼工艺,正确选择溅渣工艺:对于低TFe渣,一般控制渣中w(Mg0)在8%~11%;对于高TFe渣,控制渣中w(Mg0)在12%~14%。对于半钢冶炼工艺,采用含碳Mg0球炉后调渣,控制渣中w(Mg0)≥14%;

(2)炉渣过热度严格控制在100~150℃,保证炉渣具有良好的流动性;

(3)尽可能采用高氮气压进行溅渣,溅渣过程中采用恒流量变枪位操作;

(4)保证溅渣时间在2~3min内;

(5)经常观察炉况,及时调整开始溅渣的时机和溅渣频率(一炉一溅或多炉一溅);

(6)及时检测炉底高度,避免炉底上涨。

2.1.2长寿转炉工艺

采用溅渣护炉工艺后发现:当炉衬残砖厚度侵蚀到500mm左右时,炉壁的冷却与炉内钢渣对炉衬的导热,基本达到动态平衡。此时,炉衬与溅渣层的结合层不易被进一步熔损。在溅渣条件下,炉衬基本为“零侵蚀”,即随着炉龄的延长,炉衬厚度基本保持不变。根据这一现象,国内不少钢厂研究开发了长寿转炉工艺,进而使转炉炉龄达到30000炉以上。

长寿转炉工艺的基本技术包括:

(1)正确选择开始溅渣的时机,完善溅渣工艺,实现炉衬“零侵蚀”;

(2)转炉前后大面在兑铁与出钢过程中受钢水剧烈冲刷而侵蚀严重,故可采用“自流砂”进行“干补”;

(3)局部侵蚀严重的地方,可采用“半湿法”喷补,及时维护,并注意避免炉底“上涨”;

(4)加强烟罩、水冷炉口的维护,延长其寿命;

(5)解决好检修时转炉热停工、冷态维护与重新开炉的工艺技术。

武钢第二炼钢厂1号转炉(80t)炉龄达到30368炉,采用溅渣工艺后,当炉龄达到30000炉以上的高炉龄时,整个炉膛炉型保持完好,炉衬厚度基本均匀:炉底厚约400mm,前后大面及耳轴两侧厚度约为150~250mm,炉口锥帽部分厚100~150mm;只有转炉直筒段与炉底接缝处局部侵蚀较严重,达到50mm。这也说明,对高炉龄的转炉应尽可能地避免炉体耐火材料存在正体接缝。

随着溅渣护炉技术的日益完善,转炉炉龄不断提高,而第一次溅渣、补大面和喷补的炉龄延长,耐火材料的成本逐步降低,吨钢效益不断增加。目前中国己有3个转炉厂,炉龄超过30000炉。随着炉龄的提高,炉役期内耐火材料的消耗量降低,生产成本或直接经济效益提高;而炉役期间钢产量大幅度增加。但炉龄提高的比例与产量增加的比例之比,3个厂平均为0.9992,说明炉龄大幅度提高后,钢产量没有降低。

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