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          燃燒系統之電弧爐泡沫渣埋弧冶煉的實踐與探討

           
           
          日期:2017年03月25日  來源:沈陽國利熱能(www.bathspaac.net)
           
           
          核心提示:  煉鋼電弧爐泡渣埋弧冶煉的實踐與探討肖連華崔寶民戴棟劉翠花(唐山鋼鐵公司)藝的實踐,闡述了該工藝技術在電弧爐煉鋼生產中的作用,具有推廣應用的價值。  1前言電弧爐采用泡沫渣埋弧的工藝技術有利于電弧燃

            煉鋼電弧爐泡渣埋弧冶煉的實踐與探討肖連華崔寶民戴棟劉翠花(唐山鋼鐵公司)藝的實踐,闡述了該工藝技術在電弧爐煉鋼生產中的作用,具有推廣應用的價值。

            1前言電弧爐采用泡沫渣埋弧的工藝技術有利于電弧燃燒時長弧埋弧操作,提高電爐熱效率、加快升溫、節約電能、延長爐蓋爐頂壽命、縮短冶煉時間等。因此,電弧爐泡沫渣埋弧冶煉技術早在20世紀70年代國際上己廣泛應用。

            目前我國大多數電弧爐屬于低功率、小容量電弧爐,設備裝備和冶煉工藝雙落后導致產品質量低下,成本高效益差,使許多廠家在市場競爭中頻臨倒閉。唐鋼電爐煉鋼廠作為普通功率電弧爐主要通過冶煉工藝系統優化,將電弧爐泡沫渣埋弧技術作為電弧爐冶煉特長技術實現產品的優質低耗高效。

            2泡渣形成的基本原理和條件2.1泡沫渣形成的基本原理泡沫渣是氣體分散在熔渣中形成的,當熔渣的溫度、堿度、成分、表面張力、粘度、等條件適宜時會因氣體的作用而使熔渣發泡形成泡沫渣。影響爐渣發泡的好壞程度,主要取決于熔渣的組成物質和促使熔渣發泡所需氣體來源兩因素。

            形成渣、氣界面所要做的功表面張力匕S界面積ATp渣在鋼液液滴中停留時間B常數項0.熔渣液滴的初始含碳量,0%~金屬液滴半徑經過多年來的實踐,我們總結積累經驗,發現爐渣成分與發泡程度,發泡高度與O/Si比值的關系,用表示如下:顯示,在堿度為1或3附近時,隨w(FeO)加熔渣發泡程度減弱,只有在堿度接近2.0時FeO含量影響較小;顯示,發泡高度16)唐山鋼鐵公司電爐煉鋼廠隨渣中w(Si2)加而提高,但(O/SiX3. 5時,隨渣中Si2加,發泡高度急劇漲(見)。

            不少研究者也認為:Si2能降低渣的表面張力,渣中Si2屬表面活性物質,可加吸附膜的彈性和強度,故堿度升高不利于爐渣發泡。為渣中P2O5含量對泡沫渣高度的影響。我們通過實踐熔池①丨q+丨(產生(OP:稼)渣中粘度量界面張力(渣/氣)相界面溫度堿度堿度表面和界面張力界面張力熔池/渣)溫度2.2形成泡沫渣的條件w(MgO)含量應保持在8%~12%,熔池w(C)30%~0.50%,不能含有硅等強脫氧元素,爐1581C,爐渣中(FeO)含量大約渣中MgO含量必須適中才能減輕對耐火材料浸20糸吹入氧氣形成持續沸產生iCO;爐渣中Publi蝕Mgo含少少具低爐渣流動性,無法形成泡。net泡沫渣使得電弧爐煉鋼熱效率加,升溫速度而且滿足氣相條件C/Cc2中思2的I含量。柯bli度快相應冶煉時丨間縮短勞動生產"www.cnki.net沫渣;MgO含量過大,粘性大,也無法形成泡沫渣。

            只有通過工藝的優化,適當加有利于泡沫渣形成和有利于泡沫渣發泡高度的成份,才能達到泡沫渣埋弧冶煉的實際效果。

            3采用泡渣埋弧冶煉工藝技術的實踐3.1泡沫渣埋弧冶煉工藝原理電弧爐造泡沫渣工藝主要通過預先向爐內加入一定渣料(組成、配比)并向鋼液中吹入氧氣,使渣中FeO含量加,并與鋼水C反應生成大量CO氣體及過剩氧氣不斷從鋼液中進入熔融渣層,形成氣泡而使爐渣泡沫化。吹氧脫碳反應式:1/2即脫碳量為0.1%時,吹氧脫碳供熱于鋼水12225相當于電能3. 4kWh理論升溫值14.6 3.2冶煉設備主要參數表1唐鋼電爐冶煉設備主要參數爐座出鋼量爐殼直徑熔池直徑極心圓直徑變壓器容量/kVA 3.3冶煉主要品種3.4冶煉工藝技術要點裝料前向爐內裝入墊底石灰或石灰石,既滿足堿度的要求,促進碳酸鈣的分解作用,發起熔池沸騰,又滿足氣相條件CO/CO2中C2含量;加入廢湯道磚,以提高熔渣的Al23和Si2含量;加入鐵礦石以提高熔渣FeO含量。數量配比為4:1:1,總量為裝入量的1%左右。視氧化期堿度情況(即鋼水流動性、泡沫化程度)添加石灰、廢湯道磚,加入總量為爐料數量的2%~3%.通過第一批料中配入生鐵或廢電極或碎焦末的配碳,按高于成品上限w(C)0.3%~0.5%配入,不僅提高熔渣中固體顆粒來達到提高粘熔清后取樣分析、測溫,吹氧升溫沸騰流渣,視脫碳情況、溫度情況調整吹氧壓力(0.6~0.8MPa)決定吹氧時間,10~15min脫碳0.2吹氧時采取兩根吹氧管交錯吹氧或單根前后左右移動吹氧,吹氧位置在鋼渣界面以下100~200mm或熔池1/2處,吹氧角度30吹氧采用深吹和淺吹相結合。

            ~6kg加入螢石,調整爐渣流動性。

            吹氧脫碳至符合其冶煉鋼種規程要求,取樣測溫,等熔池平靜后即可扒渣還原。

            在渣量控制方面,可根據不同時期的電弧長度確定該時期泡沫化高度,以求既能有效節約造渣材料,又能滿足技術要求的操作。渣凝固后形成蜂窩孔狀,效果最好。應按不同功率爐座制定合適泡沫渣厚度,以免造成造渣材料和能源的浪費。

            在供電制度方面,可根據不同的時期需要,采用不同的配電曲線,盡可能提高二次側電壓,適當降低電流來達到長弧泡沫渣埋弧操作。

            電力曲線的優化,可使電爐在高功率條件下運行,以保證長弧操作,最有效的利用電效率。

            在溫度控制方面,熔池溫度應保持在能保證沸騰和爐渣起泡范圍內,過高和過低都達不到泡沫渣埋弧操作經濟效果。

            3.5加入發泡劑試驗需要指出的是唐鋼試驗加入了一種特殊組成的發泡劑XZ后,爐渣發泡高度在原來3倍以上,爐渣發泡能力強,埋弧冶煉效果更好,氧化時間縮短8min,電弧加熱效率由30%提高到60%,噸鋼節電20kWh左右。

            4采用泡渣埋弧工藝冶煉效果4.1降低冶煉電耗4由于吹氧脫碳及其氧化反應產生大量熱能,加入泡沫渣對電弧的屏蔽作用,吹氧攪拌迅速均勻鋼水溫度等方面的原因,噸鋼電耗明顯降低。4.2縮短冶煉時間4.3有利于脫磷由于鋪底石灰提前加入及爐渣泡沫化程度高,流動性好且不斷吹氧攪拌鋼液爐渣,大大加了鋼渣接觸面積,極利于氧化渣脫磷反應進行。

            唐鋼冶煉實踐證明,只有少數爐次熔清時分析磷在0.030%以上,一般來說,磷都能小于0.020表2采用泡沫渣埋弧冶煉新工藝與原工藝主要指標對比項目冶煉電耗冶煉時間熔清磷扒渣磷綜合成本比較/元。廠1原工藝新工藝注:以上數據是50爐樣本的加權平均值。綜合成本比較是一個相對數。

            5結論及今后努力的方向該工藝比原工藝噸鋼綜合成本降低21.08元,包括冶煉電耗降低,渣料的減少及勞動生產率的提高等方面。

            該工藝只需掌握好渣料成分配比、配碳關系、吹氧技術及配電制度,不需加設備投資,簡易可行。

            該工藝適用于不同功率和不同噸位電弧爐。

           

           
             
           
           
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