低硅冶炼技术应用课件

一号高炉低硅铁冶炼技术应用

摘要:萍安钢公司萍乡炼铁厂一号高炉从降低生铁成本出发,生产低

硅生铁。采取了提高原料和烧结矿质量,加强外围管理，严格控制并稳定炉缸温度,富氧、喷煤、大风量、大料批(每批14.5t)，多环布料抑制边缘、发展中心的操作方针,使顶压升高,一氧化碳压力增大,一氧化碳利用率提高，燃料比和生铁硅含量降低。生铁含硅量逐步降到0.37%左右,高炉主要技术经济指标明显改善。

关键词：高炉;低硅铁;冶炼

引言：随着钢铁行业产能严重过剩，各钢企出现严重亏损现象。降低

生产成本显得尤其迫切。而降低生铁硅含量又是操作者降低生产成本的重要手段。降低炼钢生铁含硅量,不仅有助于缩短炼钢时间、提高炉衬寿命、降低铁及辅助材料消耗和吨钢成本,而且还能降低入炉焦比和增加生铁产量。降低生铁含硅量不仅是高炉的冶炼方向,也是衡量炼铁技术水平以及管理水平的主要标志之一。尤其是管理水平的提高能够更加有效保证高炉生产低标号的生铁。

高炉简介：萍乡炼铁厂1号高炉经2012年扩容到408立方米，

1、硅的还原机理的认识 1.1硅还原的部位

高炉内硅的还原是从炉腰上部开始，炉腰中部迅速升高，风口上部可以达到铁水喊硅量的3-4倍，风口区以下迅速降低。

高炉解剖和风口取样：硅含量变化

1.2硅还原机理

国内外的诸多研究和生产实践表明,硅的还原主要通过气相的SiO(g)迁移来实现。其还原分两步进行:SiO2(灰分)+C(焦

炭)=SiO(g)+CO。然后, SiO(g)在上升过程中通过滴落带与渗碳的铁滴相遇, 即SiO(g)+C=Si +CO。在高炉滴下带到炉缸渣铁层的宽广范围内,有多种硅的迁移过程存在于铁液、渣液、焦炭、SiO气体之间。在风口带的高温回旋区,焦炭灰分中SiO2和通过滴落带流下来的炉渣中所含SiO2被碳还原成气态SiO。气态SiO随高温煤气上升,当在滴落带遇到由软熔带向下滴落的渣及铁液时则被吸收,同时SiO被铁滴中的饱和碳还原,反应产物硅进入铁水,铁滴对于SiO气体的吸收

率可达到70%~100%。铁滴不断下降因而吸收的硅越来越多,以至在风口上方达到最高含量。当铁水下降通过风口时,由于风口部位的氧势高,使铁水的含硅量因被氧化而明显降低。进人炉缸后,渣铁之间硅的转移反应由于受到炉渣碱度的抑制,SiO2的活度将减小,而且由于渣中MnO,FeO等成分耦合作用的影响,生铁含硅量将进一步降低,达到最终的生铁含硅量。 2冶炼条件及生产实践

根据上述理论并结合萍乡炼铁厂的实际,为实现低硅冶炼采取了以下措施:

2.1 严格监控燃料质量

在2012年9月份曾因煤粉灰分大幅上升到30%以上且未化验出结果导致一号高炉小凉一次，高炉成立专门的监察小组，现场对煤粉取样进行监督，防以次冲好，弄虚作假的事故发生。。 2.2??用高碱度、高氧化镁的造渣制度.

采用合理的造渣制度,是低硅冶炼的必要条件。实践表明,当MgO含量达到10%左右时,炉渣三元碱度(R3)在1.35以上,流动性良好,利于炉渣脱硫、脱硅。1号高炉在低硅铁的冶炼过程中注重控制好炉渣碱度,控制由原1.1提高至1.20甚至是以上。适当提高炉渣碱度R2及保证MgO含量,可提高炉渣的熔化温度,增加炉缸热量的储备。改善炉渣流动性,提高了炉渣的脱硫能力,又可缩短熔滴带的厚度,使铁水

温度相对提高,这样在较高的焦炭负荷条件下,也能促使低硅生铁冶炼顺利进行。炉渣二元碱度升高能降低渣中SiO2的活度,起到抑制硅还原的作用。但是二元碱度过高会提高炉渣的熔化温度,引起焦比升高,影响炉况顺行。用MgO代替部分CaO的增加来提高三元碱度,有利于炉渣性能的稳定及渣铁流动性的改善,减少滴落带渣铁的滞留量和滞留时间,缩短反应时间,达到降硅的目的。目前1号高炉的MgO含量程下行趋势，渣Ｒ2上升到较高的水平，对高炉的顺行存在一定的隐患。具体数据如下表：

表一

月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ＭgO 10.05 9.82 9.73 9.05 9.64 9.58 9.49 9.31 9.09 8.52 R2 1.119 1.143 1.089 1.108 1.122 1.146 1.21 1.174 1.179 1.222 [SI] 0.43 0.45 0.51 0.5 0.48 0.48 0.42 0.42 0.43 0.37 由上表可以看出随着低硅冶炼进程的推进，渣中ＭgO一直在下，且达到较低的水平，不利于低硅冶炼。Ｒ2一直在上升，低硅高碱度操作存在较大的风险，易造成高炉悬塌料，引起气流波动。风口易灌渣，甚至是引起炉凉事故的发生。在目前低硅水平较高的生产中提升渣中ＭgO的含量到10%以上显得比较重要。 2.3高风温措施

风温全送，规定到1190摄氏度换炉，开混风阀受到考核的管理措施促进使用高风温。高鼓风温度使焦炭负荷增加,炉顶煤气利用率得到改善,软熔带水平下移,从而使反应时间缩短,有效控制了硅的还

原。此外,由于风温提高后焦比降低,由焦炭带入炉内的灰分减少,所以在客观上也减少SiO2的入炉量。 2.4提高原料质量

炉料成分越稳定,炉况越平稳,生铁硅含量的波动也相应减少。原料熔化温度高,可扩大块状带区域,减少高温区的热量消耗,使软熔带下移,缩短硅的还原区间,抑制硅的还原。采用高MgO和高碱度还原性好的烧结矿,不但有较高的软化和熔化温度,而且生成的初渣可吸收风口高温区的SiO2,并能改善炉渣流动性。煤比、焦比以及焦炭灰分越低,对冶炼低硅生铁越有利。焦炭质量不断提高,近年来焦炭灰分含量达到l2.5%左右,焦炭硫约为0.80%,M40大于80%的稳定率与M10小于7.0%。改善烧结矿筛分、粒度均匀,粒径小于5mm的碎矿不准入炉。四小时测定一次烧结粒级，出现超标现象严格考核烧结车间，为高炉降低焦比和冶炼低硅铁创造了有利条件。入炉烧结料粒级情况如下表：

表二

月份 烧结<10mm 5月 24.44 6月 24.14 7月 24.17 8月 23.61 9月 23.36 10月 23.08

2.5严格控制并稳定炉缸温度

炉缸温度包括两方面：高温和热平衡。在低硅的情况下需要较高的理论燃烧温度，目前一号高炉的理论燃烧温度基本控制在2220摄

炼成本,创造经济效益。操作中切忌盲目大幅降硅，稳中求进，逐步推进。 参考文献

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TheironandsteelinstituteofJANPAN,NO.3,1988[3]李献琥.湘钢2#高炉的降硅冶炼,湖南冶金,1995,(1)

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