【www.zhuodaoren.com--专题】
转炉化渣(一)
关于转炉化渣困难分析55
关于转炉化渣困难分析
针对现阶段转炉化渣困难、粘枪严重、转炉去P困难等问题，在钢一厂、二厂分别取铁样、转炉渣样、钢水包样作成分，通过成份变化及元素在炉内反应进行分析：
一、各样对应冶炼取20个样子作成分取平均值，数值如下：
表一：铁水成分
表二：钢水包样成分
表三：转炉渣样成分
二、分析
1、现场对铁水测温：1300℃左右符合转炉冶炼对铁水物理热要求，通过表一可知，做为转炉主要发热元素的铁水C成分符合要求，能够保证转炉内正常反应。转炉化渣较前一阶段虽有好转，但粘枪依然严重。现场跟踪观察发现铁水Si成分在0.10-0.20%之间，转炉前期升温、化渣困难粘枪严重，所取20个铁样中有8炉Si≤0.20%，占40%。由于Si含量低在很短时间内就反应完毕， C-O反应提前，且渣中生成的SiO2和FeO含量偏低，使渣未能及时化开发生返干结坨，
造成粘枪。
2、Mn元素在转炉中生成(MnO),其作用是①(Mn0)能与(Si02)、(A1203)生成一系列低熔点化合物,有利炉渣的熔点降低,延缓C2S的产生；②
随(Mn0)的增加,2Ca0·SiO2析出区不断缩小,
见图
根据图可见,图中存在一个类似“鼻子”的2Ca0·SiO2析出区。若在Ca0-SiO2-Fe0三元相图中有一炉渣成分(A点),处在2Ca0·SiO2析出区,但随着(Mn0)不断提高,2Ca0·Si02析出区不断缩小,当(Mn0)高于B从成分时,炉渣成分点就穿出2Ca0·Si02析出区,进入全液相区。③在初期渣中，增加(Mn0)含量，使炉渣粘度下降。现场取20个铁样Mn元素含量平均值为0.34%，其中Mn元素≤0.30%炉次占30%，因转炉终点炉渣的γ
MnO
/γ
FeO
≈1，铁水中Mn元素低不利于转炉化渣。
3、张圣弼、高峰等在“含铬铁水炼钢的实验室配渣试验”文献中提到，用纯氧顶吹转炉吹炼含铬铁水，主要困难是铬氧化生成高熔点粘稠的含铬炉渣，使操作很难继续进行。虽然铁水中Cr元素含量下降明显，但对转炉化渣依然存在影响。影响Cr元素氧化反应的因素：当炉
渣碱度为1.0-2.0时，随着碱度的增加，Cr氧化反应平衡常数迅速降低；随着炉渣的氧化性的增强，w[Cr]%/w[C]%降低，即Cr的氧化增多。随着炉内反应进行，生成的Cr2O3量增加造成渣粘稠，同时，由于 Cr 能显著降低磷的活度，铬氧化生成大量的Cr2O3，使脱磷渣“硬化”，不利于脱磷反应的进行。通过表一、二可知：转炉中Cr元素氧化率为52.83%，转炉去P率为78.75%，转炉去P率明显偏低。
4、通过热力学计算确定含钒钢渣中钛的存在形态为TiO2⑴，TiO2对黏度的影响具有双重性⑴。在碱性渣（R大于2.0）中，TiO2呈酸性，钛粒子半径小（0.068mm）且静电势大（5.88）；TiO2与渣中碱性氧化物释放出来的Ｏ2-离子结合，生成复合阴离子TiO、Ti２O６－７ ，这些阴离
4-4
子会结合成更大的阴离子团，使炉渣黏度增加。另一方面，TiO2的存在会降低炉渣的熔点并促进CaO和MgO的溶解，减少渣中因过饱和而析出的CaO、MgO粒子数。二者共同作用的结果，使得在非还原气氛下炉渣黏度随TiO2含量的增加而有所增大。在高碱度条件和实际转炉吹炼的工程条件下，随着碱度的升高，CaO－SiO2－TiO2渣系的黏度增大。炉渣的表面张力随着TiO2含量的增大而减小。TiO2是一个典型的表面活性物质。钛离子在熔渣表面富集，降低了表面张力，易使转炉渣发泡。由表二、三可知：铁中Ti元素基本氧化完全，全部生成TiO2到渣中，Ti元素对转炉化渣没有明显影响。
5、根据氧化物稳定性的排列顺序为：CaO＞MgO＞SiO2＞MnO＞Cr2O3＞P2O5＞FeO＞NiO。铁水中Ni元素在转炉中不会生成NiO到渣中，从表一、二中Ni元素含量可知，在转炉中Ni元素未发生氧化反应生成
NiO溶于渣中，Ni元素对转炉化渣没有明显影响。
6、通过热力学计算确定含钒钢渣中钒的存在形态为V2O5⑴，V2O5是降低钢渣熔化性温度的重要组元⑵。普通转炉钢渣配加V2O5后，初熔温度、熔化性温度、全熔温度都降低。 三、结论
1、铁水成分中V、Ti、Ni微量元素对转炉化渣没有影响，Cr元素含量＞0.55%时对转炉化渣影响明显。
2、现阶段铁水Si成分波动对转炉化渣影响严重，特别是铁水Si≤0.20%时，转炉前期化渣困难粘枪严重。 四、措施
1、调整铁水成分：Si%：0.20-0.40 Mn%：0.40-0.50 P%≤0.140 Cr%≤0.50
2、合理调整转炉渣系，规范使用铁矾土、铁皮球等化渣料。 3、吹炼过程中合理使用氧压，枪位要随炉内反应变化而变化。
转炉化渣(二)
转炉炼钢声纳化渣原理及应用
转炉炼钢声纳化渣原理及应用
[摘要]转炉炼钢反应速度快、冶炼周期短，冶炼过程中的化渣效果直接影响到钢的质量与炼钢效率。本文通过介绍声纳化渣系统原理，系统构成，系统功能，实际效果，展示了在计算机指导下的声纳化渣系统在炼钢过程降低了钢铁料的消耗、减少了废品、缩短了吹炼时间、提高产量等方面起到的作用。
[关键词声纳 化渣 炼钢
一、前言
化渣效果是转炉炼钢的重要指标。必须快速成渣，才能满足冶炼周期的要求，同时化渣过程对减少喷溅、降低金属损失和提高炉衬使用周期都有直接影响。本文运用声纳技术，在转炉烟道中拾取噪声，并经过电子设备处理，对氧气转炉的造渣过程的噪声进行检测、处理，监控炉渣的变化情况，为炉前操作人员提供直观醒目的科学指导和管理信息，大大提高了转炉冶炼水平，具有很大的经济效益和社会效益。
二、系统原理
1.物理根据。氧枪喷嘴处氧气膨胀产生的声音为主要噪声源。在吹炼初期，转炉渣面很低，造成噪声强度很高，随着冶炼过程的进行，渣面逐渐提高，噪声等级逐步下降。如果操作人员操作不当，极易产生喷溅，导致大量渣子从转炉喷出，增加钢铁料的消耗。同时，噪声等级在冶炼后期会出现增大的情况，意味着炉内渣子的减少，也就是反干现象。如果不采取适当的操作方法，极易造成钢水的成分最终出格。
2.氧气转炉吹炼过程中噪声的来源。分析氧气转炉吹炼情况，可知有三种噪声与吹炼有关：①超音速氧气流股的气体动力学噪声及其冲击铁液、渣液和固相颗粒时的噪声；②一氧化碳气泡破裂和溢出的气流噪声；③金属熔池和渣液与炉壁摩擦的噪声。在实际检测过程中，超音速氧气流股是产生吹炼噪声的最主要的噪声源。
3.吹炼噪声强度与炉渣状态的关系。通过以上分析，氧气流股是最主要的噪声源，炉内产生的噪声的强度与泡沫渣的状态有非常紧密的关系。以下将从5
方面介绍炉渣状态：①开吹阶段：氧气流直接冲击铁水液面和固体造渣物；②喷溅阶段：泡沫渣从转炉炉口冒出或喷出；③炉渣偏干阶段：泡沫渣的液面极低，但是仍能没过氧气流；④炉渣返干阶段：炉渣熔点偏高，很多高熔点的固体物质析出，氧气流在炉膛空间暴露；⑤化渣良好阶段：虽然泡沫渣渣层有点厚，但不会有溢渣或喷渣产生。
三、系统构成及作用
1.声纳系统的构成。声纳系统由麦克风及其保护装置、水套的供水供气系统、信号前置放大器、声处理仪、计算机5部分构成。
2.各部分的作用。麦克风：采集噪声信号的换能器。把现场噪声转换成电信号，必不可少。采用了驻极体麦克风。因为采用永磁式的动圈话筒会吸附现场的铁粉，从而造成设备寿命极短。
探头保护套：现场环境温度高，为了保证探头的正常工作必须加装保护套。保护套包含供水和供气系统。
信号前置放大器：其作用是把现场采集的微弱噪声信号放大，降低阻抗。进行远传。
声处理仪：声纳化渣系统的主机，把前置放大器送来的信号和与计算机相应通讯需求的信号进行统一。
计算机：对声纳信号的最终处理，作出声强曲线，与同时的氧量曲线和枪高曲线进行同画面的比较，以利于工艺操作指导的实用性与科学性。
四、系统功能
本系统根据转炉的综合特性对吹炼过程中的声音进行频谱和幅度分析，得到一个音强指数信号并画出一条红色的变化曲线，可帮助操作人员提前判断喷溅或返干即将发生，因而可以尽早采取相应措施，避免或减轻喷溅的发生，进而减少钢铁料的损失。
本系统还具有喷溅过程记录功能，便于日后的分析。
1.数据记录。在每一炉钢的冶炼过程中，本系统对主要连续变化量进行曲线记录。例如：声强指数、氧气流量、氧枪高度、喷溅状态等。
2.操作记录。在每一炉钢的冶炼过程中，每一次操作都会被记录在案。按炉号长期保存，可随时调出查询。
3.记录的查询。表的下方有几个操作键，点击“上一炉”或“下一炉”键表的内容就会换成上一炉（或下一炉）钢的操作记录。点击“曲线”键就会出现本炉钢的冶炼过程曲线图，图中注明了各曲线的名称、单位和标尺。
五、京唐声纳化渣系统的主要特点
京唐声纳化渣系统与国内同类系统相比主要特点如下：
1.采用烟罩采样方式。目前，国内转炉声纳化渣系统都采用炉口侧面采样方式，由安装位置所决定，现场各种环境噪声会对系统有较大的影响，吹炼过程中降罩、煤气回收等操作也会使系统的特性发生改变。而烟罩采样有利于减少上述影响因素的作用，使系统有更稳定的性能；
2.采样装置防护方式。由于烟罩采样装置工作环境要恶劣得多，本系统具有独特的传感器防护结构，减低故障率，并能实现快速检修，以适应恶劣的工作环境。
3.采样软件实用性和扩展性。本系统配备有正版软件，使用方便灵活，功能可扩展能力强，有利于生产应用和功能开发。
六、结语
实践证明，声纳化渣技术可以优化生产操作，降低炉渣较大量喷溅和减少严重返干的发生。根据炼钢部对声纳化渣系统调试阶段的操作水平与正式投入运行2个月后的操作水平进行比较可看出，工人的操作水平有了明显的提高，声纳化渣系统在炼钢部实现了完美的运用。
参考文献：
[1]李学东.化渣噪声监视技术的研究[D].山东：山东大学计算机科学与技术学院，2007
[2]元锐，元玉峰.音频化渣自动监测系统[J].山东冶金，2002，（04）
[3]李学东，李晓峰.转炉化渣噪声的随机分析[J].计算机应用及软件，2007，（07）
转炉化渣(三)
转炉少渣炼钢技术浅析
转炉少渣炼钢技术浅析
摘要 随着我国科学技术的不断发展，对于钢铁行业而言，其炼钢的工艺也随着科学技术的发展有了很大的进步。本文主要阐述了少渣炼钢的工艺路线,分析了转炉少渣吹炼的供气制度、造渣制度、温度制度、合金化制度等, 介绍了国内外 7家钢厂典型的少渣炼钢工艺及其冶金效果, 指出少渣炼钢是未来炼钢的主要发展方向。
关键词 转炉;少渣炼钢;艺流程
Technical Analysis BOF steelmaking slag less
Abstract With the continuous development of China's science and technology for the steel industry, its steel-making process with the development of science and technology have made great progress. The paper summarizes the process line of less slag steelmaking, and analyzes the system of gas supplying slagging and alloying, that of the temperature and soon of less slag blowing in converter, introduces the typical processes of less slag steelmaking and its metallurgical effects of seven steel plants at home and abroad, meanwhile, points out that less slag steelmaking is the main development direction of the steelmaking in the future.
Key Words BOF; Steelmaking less slag; Process【转炉化渣】
1 前言
少渣炼钢工艺是随着对铁水进行 “三脱” 这一举措而产生，所谓铁水“三脱”，主要指的就是在对铁水进行预处理的过程中，对铁水进行脱硅、脱磷和脱硫，这样炼钢转炉就主要进行调温和脱碳的工作，与此同时，炼钢转炉中的炼钢渣的量相对就会减少，因此就形成了少渣炼钢的工艺。 这种工艺的提出和使用明显的改善了传统炼钢工艺模式。 少渣炼钢工艺在炼钢的过程中所使用的铁水硅的含量相对较少，因此，造渣所用的石灰量就会变少，从而有效的降低了渣料的消耗以及对能源的消耗，进而有效的减少了对环境造成的污染。 所以对于少渣炼钢工艺进行分析对于钢铁行业的发展具有重要的作用。 2 对于少渣炼钢工艺的概述
转炉少渣炼钢工艺的主要核心思想就是对脱碳的炉渣进行有效的循环利用，也就是说，将上一个转炉脱碳之后所留下来的炉渣保留到转炉内，以便下一个转炉进行使用，这样就有效的改变了传统转炉炼钢过程中由于脱碳工作而排出碱度较高的炉渣现象。 与此同时为了能够有效的保证转炉中的炉渣量，当转炉进行吹炼脱磷之后，要相应的排出含碱度角度的炉渣。 我国很多的钢铁企业都针对于这一核心理念进行炼钢工艺的不断探索，但是在转炉进行炼钢的过程当中经常会出现喷溅的现象。 为了能够有效的解决这一问题，相关研究人员不断的进行论证和试验，逐渐的摸索出科学合理的炼钢工艺，因此，少渣炼钢工艺也获得了很大的进步，不但对于高效脱磷和金属喷溅的难题进行了合理的解决，而且还研发除了少渣炼钢工艺中转炉脱磷和转炉脱碳阶段的有效控制模式。
3 少渣炼钢工艺路线
常见的转炉炼钢工艺路线有四种。第一种是传统的炼钢工艺，欧美各国的炼钢厂多采用这种模式，即铁水先脱硫预处理后, 再转炉炼钢。通常转炉炼钢渣量占金属量的 10% 以上，转炉渣中FeO含量在 17% 左右。此外，渣中还含有约 8%的铁珠，该工艺钢铁料消耗高。【转炉化渣】
第二种炼钢工艺是先在铁水沟、混铁车或铁水罐内进行铁水“三脱”预处理，然后在复吹转炉进行少渣炼钢，这种工艺的不足之处是脱磷前必须先脱硅，废钢比低 ( ≦5% )，脱磷渣碱度过高,难于利用。
第三种炼钢工艺是 20世纪 90年代中后期日本各大钢厂试验研究成功的转炉铁水脱磷工艺，该工艺解决了超低磷钢的生产难题。与第二种工艺路线的明显区别是脱磷预处理移到转炉内进行，转炉内自由空间大， 反应动力学条件好，生产成本较低。具体工艺是采用两座转炉双联作业，一座脱磷，另一座接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳， 即 “双联法” 。典型的双联法工艺流程为: 高炉铁水→铁水预脱硫→转炉脱磷 →转炉脱碳→炉外精炼→连铸。由于受设备和产品的限制，也有在同一座转炉上进行铁水脱磷和脱碳的操作模式，类似传统的“双渣法”。
第四种炼钢工艺是对第三种炼钢工艺进行了改进，与第三种工艺的明显不同是将部分脱碳渣(约 8% )返回脱磷转炉， 脱磷后的铁水进入脱碳转炉脱碳。该工艺是目前渣量最少、最先进的转炉生产纯净钢的工艺路线。
在上述四种转炉炼钢工艺路线中， 后三种炼钢工艺铁水经过“三脱”预处理后再脱碳炼钢，能够做到少渣操作。四种转炉炼钢工艺路线的渣量比较见图 1。从图 1可以看出，后三种炼钢工艺的吨钢渣量低于
70 kg/t
国外专家认为， 少渣炼钢是在转炉炼钢时， 每吨金属料加入的石灰量低于 20 kg， 脱碳炉每吨钢水的渣量低于30 kg。值得指出的是, 如果将脱磷转炉每吨金属料产生的 20~ 40 kg脱磷渣也视为炼钢渣， 那么少渣炼钢工艺流程的总
渣量约为50~70 kg。
总之， 转炉少渣炼钢必须以铁水预处理为前提条件。铁水“ 三脱”预处理后， 铁水中的硅、磷和硫含量基本上达到了炼钢吹炼终点的要求。对少渣炼钢脱碳转炉操作而言，操作任务发生了变化，工艺制度也要进行调整。
4 工艺制度分析
4．1 供气制度
少渣炼钢脱碳转炉全过程顶吹氧枪枪位采用“ 高 - 低 - 低 ”三段式控制较为合理。由于入炉铁水硅、锰含量较低，碳氧反应提前，渣量很少，前期枪位低会造成金属喷溅。同时硅的减少给炼钢初期成渣带来困难，采用较高枪位操作便于快速成渣, 增加吹炼前期渣中氧化铁的含量，然后根据化渣情况逐步降低枪位。与常规吹炼相比，少渣吹炼前期氧气流量应适当降低，吹炼后期加大底吹气体流量有利于减少铁损和提高锰的收得率。
4．2 造渣制度
转炉少渣吹炼时，生石灰及其它造渣材料在吹炼开始或吹炼中期投入。一般不加萤石，转炉化渣不良时，可投少量萤石帮助化渣。如铁水硅没有达到控制目标，配加适量的软硅石，700 kg软硅石相当于铁水中 0. 10% 的硅生成的 SiO2。铁水经“三脱”预处理后，少渣吹炼应结合留渣操作。
日本君津炼钢厂冶炼低碳铝镇静钢时，采用少渣吹炼，吨钢造渣剂消耗降至
7. 2 kg，如果全部采用低磷铁水 ( P≦0. 050% ) 冶炼，吨钢造渣材料的单耗也只有 12. 4 kg。NKK福山厂开发的少渣炼钢技术，其渣量控制在吨钢 30 kg。新日铁室兰钢厂使用“三脱”铁水炼钢，吨钢石灰消耗20kg，转炉总渣量减少了 50%。我国宝钢和太钢采用“三脱”铁水进行少渣炼钢试验, 结果总渣量减少了 50%。
但是, 神户制钢在进行少渣吹炼时, 发现连续3炉以上均采用吨钢渣量小于20kg的少渣量操作, 炉衬上几乎不附着熔渣, 耐火材料易受到侵蚀, 从而影响转炉炉龄。因此，神户制钢将渣量控制在每吨钢 40 kg左右。
在降低造渣料消耗的前提下，为了保护炉衬、覆盖钢液、减少金属喷溅, 采取的有效措施是留渣操作。出钢后, 将前一炉的高温、高碱度、高氧化性的终渣留一部分 (吨钢约 10 kg左右 ) 于炉内，加入少量石灰或白云石, 然后兑铁炼钢。新日铁君津厂和神户制钢就是采用留渣操作补充渣量的冶炼方法。
4．3 温度制度
采用“三脱”铁水吹炼时，确定温度制度的关键在于合理选用造渣料和废钢用量，以平衡因铁水温度降低和放热反应元素 (硅和磷等 )减少而导致的热量改变。一般通过减少造渣料和废钢用量就可实现热平衡。“三脱”铁水少渣吹炼时，停吹温度平均为1657 ℃，而只进行脱硫的铁水预处理吹炼时，停吹温度平均为1655℃。
4．4 炉内部分合金化
应用“三脱”铁水实现少渣炼钢后，造渣料消耗大幅度减少。如果有富余的热量，可实现锰矿或铬矿直接合金化。如日本钢管公司采用的炉内锰矿合金化工艺，通过控制碱度，降低渣中 T-Fe，使低碳钢水终点锰含量达到 1% ，锰的收得率大于70%。另外，日本的新日铁、JFE、住友金属和神户制钢的炼钢厂在生产含锰低于 1.5% 的合金钢时，采用锰矿直接代替全部锰铁合金，取得了较好的经济效益。
5 典型的少渣炼钢工艺
日本发明的转炉脱磷少渣炼钢工艺方法主要有:JFE福山制铁所的LD-NRP法 (双联法 )、住友金属的 SRP法 (双联法 )、神户制钢的H炉(专用转炉 )、新日铁的LD-ORP法(双联法 )和MURC法(双渣法 )。宝钢开发的 BRP技术在其一炼钢、二炼钢和不锈钢分厂应用，取得了较好的效果。
5.1 JFE福山制铁所
福山制铁所是日本粗钢产量最高的厂家 ( 1080万 t/a), 设有两个炼钢厂 (第二炼钢厂和第三炼钢厂 ), 第三炼钢厂有两座 320 t顶底复吹转炉, 采用 LD- NRP工艺,一座转炉脱磷,另一座脱碳; 转炉在炉役前期用于脱碳, 炉役后期用于脱磷, 脱碳转炉炉龄低于脱磷转炉。转炉脱磷能力为 450万 t/a。 1999年开始, 该厂铁水全部采用转炉脱磷预处理。
脱磷转炉指标: 吹炼时间为 10min; 废钢比为7% ～10%; 氧气流量为 30000m3/h, 底吹气体为3000m3/h;石灰消耗为 10～15kg /t。 脱碳转炉指标: 石灰消耗 5～6 kg/t,炉龄约7000炉。
第二炼钢厂有 3座 250 t顶底
本文来源：http://www.zhuodaoren.com/shenghuo376317/
推荐访问:转炉锰基化渣剂 转炉双渣