首秦100t氧氣轉(zhuǎn)爐留渣雙渣煉鋼工藝實踐

1、首秦100t氧氣轉(zhuǎn)爐“留渣+雙渣”煉鋼工藝實踐秦登平 ，朱志遠，危尚好，呂延春，楊建平2013年“高效低成本生產(chǎn)潔凈鋼的實踐”高級研討會匯報提綱 首秦金屬材料有限公司概要 工藝現(xiàn)狀與技術(shù)開發(fā)背景 液態(tài)終渣快速固化 SGRS高效脫磷技術(shù) 爐渣的連續(xù)循環(huán)控制 脫磷期結(jié)束倒渣控制研究 SGRS對爐襯的影響 SGRS快速生產(chǎn)技術(shù)的應用 SGRS轉(zhuǎn)爐雙渣煤氣的回收技術(shù)應用 SGRS工藝應用效果首秦金屬材料有限公司概要首秦金屬材料有限公司概要3座鐵水預處理：顆粒鎂脫硫；脫后硫命中率95%以上。3座100噸頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐配備煙氣分析、副槍出鋼下渣檢測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵式煉鋼爐外精煉LF精煉3座；1座雙工位RH真

2、空爐。首秦金屬材料有限公司概要厚板坯連鑄機3座 1:150-2501400-1800mm 2:150-320 1800-2400mm 3: 250-400 1600-2400mm先進技術(shù)：液面自動控制、自動澆鋼、動態(tài)軟壓下、動態(tài)配水、大包下渣自動檢測、二級3D動態(tài)配水，倒角結(jié)晶器技術(shù)。首秦金屬材料有限公司概要 首秦公司為首鋼“專、強、寬、厚”精品寬厚板生產(chǎn)基地,產(chǎn)品覆蓋造船及海洋平臺用鋼、管線鋼、橋梁鋼、容器板、工程機械用鋼、高建鋼、儲罐鋼、水電鋼、特厚板、耐磨鋼等十二大類共計460個牌號，其中船板、管線、低合金等產(chǎn)品比例超過65%。首秦金屬材料有限公司概要品種鋼結(jié)構(gòu)及磷含量控制水平首秦公司工

3、藝路線首秦金屬材料有限公司概要首秦SGRS完成比例 2011年3月開始推廣時按照白班爐座連續(xù)3爐，后逐漸向四班放開，目前穩(wěn)定在80%以上。 2010年轉(zhuǎn)爐煉鋼主要采用單渣和雙渣工藝，對于低磷鋼采用雙渣工藝：首秦現(xiàn)狀與技術(shù)開發(fā)背景SGRS轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程首秦公司SGRS工藝流程 氧氣轉(zhuǎn)爐“留渣+雙渣”工藝，能夠顯著降低轉(zhuǎn)爐輔料消耗和轉(zhuǎn)爐煉鋼渣量的特點，首鋼總公司稱該工藝SGRS轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝。 SGRS：Slag Generation Reduced SteelmakingSGRS轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝示意圖，主要包括以下核心控制環(huán)節(jié)：濺渣護爐時，液態(tài)終渣固化工藝研究；人工對液態(tài)終渣固化狀態(tài)的再次確認； 保

4、持雙渣期間脫磷率大于50%，脫磷期高效脫磷技術(shù)；脫磷期結(jié)束快速足量倒渣，結(jié)束后倒出60%的高P2O5含量的脫磷渣；進入脫碳階段普通工藝吹煉，出鋼結(jié)束后，將本爐終渣全部留入下一爐使用并以此循環(huán)使用。SGRS工藝開發(fā)主要內(nèi)容液態(tài)終渣快速固化脫磷期高效脫磷脫磷期結(jié)束倒渣爐渣連續(xù)循環(huán)控制SGRS對爐襯的影響SGRS快速生產(chǎn)技術(shù)的應用SGRS轉(zhuǎn)爐雙渣煤氣的回收技術(shù)應用SGRS工藝開發(fā)初期面臨主要問題脫磷期脫磷不充分，達不到50%半鋼倒渣量不足，僅為30%，造成連續(xù)循環(huán)不起來半鋼渣中帶金屬鐵明顯 留渣操作，爐渣固化，安全兌鐵 生產(chǎn)順行，周期滿足正常生產(chǎn)需求 石灰消耗量較常規(guī)工藝噸鋼降低40% 石灰與輕燒總

5、消耗較常規(guī)工藝降低40% 鋼鐵料消耗較常規(guī)工藝降低6.0kg/t 滿足產(chǎn)品需要，轉(zhuǎn)爐終點磷含量低于0.012%首秦SGRS工藝開發(fā)目標液態(tài)終渣快速固化與安全兌鐵爐渣的組分控制改質(zhì)劑(石灰、改質(zhì)劑)的加入量改質(zhì)劑石灰、改質(zhì)劑)的組成控制安全管理每爐確認制先確認爐渣固化無液態(tài)渣再進行兌鐵已100%實現(xiàn)安全兌鐵液態(tài)終渣快速固化檢驗項目標準：%MgO35-50C5-15SiO25CaO3-6P0.05S0.05SGRS脫磷期槍位與目標 SGRS脫磷期槍位與供氧控制，開吹槍位常規(guī)工藝低100-200mm，主要基于化好過程渣，加強爐內(nèi)動力學條件，使脫磷期脫磷率大于50%，碳含量大于2.8%，為脫碳期提供足

6、夠的熱量。 底吹按照最大流量控制0.06Nm3/（tmin）首秦SGRS高效脫磷技術(shù)脫磷階段供氧強度提高較常規(guī)工藝提高0.3Nm3/（mint）； 在脫磷階段分批次加入礦石。調(diào)節(jié)爐渣的FetO含量在10-15%； 脫磷結(jié)束碳含量2.8-3.5%，溫度控制在1380-1420之間。核心：脫磷階段充分脫磷，減輕脫碳階段脫磷負擔；快速倒出高P2O5含量的脫磷渣。首秦SGRS高效脫磷技術(shù)首秦SGRS高效脫磷技術(shù)SGRS轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝生產(chǎn)過程鋼水磷質(zhì)量分數(shù)和爐渣P2O5質(zhì)量分數(shù)脫磷期結(jié)束磷質(zhì)量分數(shù)為0.020%0.028%，平均為0.024%；脫磷階段脫磷率為55%75%，平均為69.6%；脫磷爐渣中P2

7、O5質(zhì)量分數(shù)在1.9%2.5%之間，平均為2.30%；轉(zhuǎn)爐終點磷質(zhì)量分數(shù)能夠控制在0.004%0.018%，滿足了相應鋼種冶煉要求。脫磷期石灰加入量大，容易造成石灰熔化不充分，造成石灰浪費。所有石灰改在脫碳期加入。 爐渣的連續(xù)循環(huán)控制脫磷期渣量多可被循環(huán)利用的脫碳渣渣量小 爐渣的連續(xù)循環(huán)控制脫磷期渣量少可被循環(huán)利用的脫碳渣渣量大 爐渣的連續(xù)循環(huán)控制 爐渣的連續(xù)循環(huán)控制結(jié)論：通過對爐料加入模式的優(yōu)化，在相同倒渣量、總石灰加入量相同的條件下，提高脫碳期石灰加入量，有利于提高脫磷期倒渣率、提高脫碳渣的循環(huán)利用。爐渣的連續(xù)循環(huán)控制水平：脫磷階段倒渣量在4.0-7.0t (鐵水Si含量變化影響);倒渣時

8、間控制在4.0-5.0min;連續(xù)循環(huán)3爐以上比例達到56%，最高循環(huán)7爐。 爐渣的連續(xù)循環(huán)控制 轉(zhuǎn)爐爐口距離擋火門距離較近，滿足不了快速倒渣的需要， 改造前3#轉(zhuǎn)爐爐口距擋火門距離95mm，雙渣時，脫磷結(jié)束倒渣直接沖涮平臺上和L板上。 設備改造結(jié)合倒渣工藝優(yōu)化 脫磷期結(jié)束倒渣控制研究倒渣時間增加到一定程度后，倒渣量增加不再顯著。 脫磷期結(jié)束倒渣控制研究 采用SGRS工藝開發(fā)的爐渣物性控制技術(shù)，爐渣的堿度控制在1.2-1.6，MgO含量控制在10%。 脫磷期結(jié)束倒渣控制研究 石灰消耗在噸鋼35kg左右時，脫磷期結(jié)束倒渣量在7噸左右，連續(xù)循環(huán)可以持續(xù)穩(wěn)定進行，脫碳期結(jié)束留渣量在12噸左右。 脫磷

9、期結(jié)束倒渣控制研究SGRS對爐襯的影響SGRS對爐襯的影響 首秦轉(zhuǎn)爐爐齡經(jīng)濟爐齡為6500爐，爐齡控制方針按照7400爐，SGRS工藝比例逐漸提高，轉(zhuǎn)爐爐況、爐齡沒有出現(xiàn)異常。SGRS對爐襯的影響31 采用SGRS轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝初期，煉鋼時間增加4-6min。主要以下工作：脫磷階段高供氧強度吹煉；控制合適脫磷吹煉時間快速倒渣技術(shù)，縮短028；搖爐方式平臺改造SGRS煉鋼生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)縮短217；縮短輔助時間合理組織生產(chǎn) SGRS轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝生產(chǎn)周期平均為3753，比常規(guī)工藝3500延長253在冶煉周期增加的情況下，實現(xiàn)了采用該工藝后轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量并沒有降低。SGRS快速生產(chǎn)技術(shù)的應用 采用3吹2.5的

10、方式進行組織冶煉，總體講轉(zhuǎn)爐周期略有富余，與常規(guī)工藝相比，冶煉周期增加在脫磷期結(jié)束倒渣環(huán)節(jié)，冶煉周期初期增加，4-6min ，SGRS周期控制在38分鐘即對整體組織冶煉來講，轉(zhuǎn)爐環(huán)節(jié)對周期以及爐機匹配影響不大。SGRS快速生產(chǎn)技術(shù)的應用SGRS工藝條件下的轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生規(guī)律脫磷期轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生特點持續(xù)時間短； 整體CO濃度偏低；與常規(guī)工藝的區(qū)別吹煉末期CO下降速率加快； 整體吹煉持續(xù)時間短；脫碳期轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生特點 持續(xù)時間較長； 整體熱值較高；與常規(guī)工藝的區(qū)別 吹煉前期CO濃度上升快、波動小整體回收條件變好脫磷期煤氣回收：1、可行性分析2、回收工藝不回收SGRS轉(zhuǎn)爐雙渣煤氣的回收技術(shù)應用脫磷期回收

11、需要滿足的條件吹煉持續(xù)時間3.5min；脫磷期前期煤氣發(fā)生規(guī)律與常規(guī)工藝下基本相同，吹煉平均到2.5min開始回收，保證閥門組的回收、放散動作和后燒期時間；吹煉3.5min前滿足回收條件；脫磷期持續(xù)時間在4-6min；回收過程中：吹煉不滿4.5min時，提罩或提槍前必須通知OG主控，通知完30秒后再提槍。脫磷期回收工藝：CO濃度30%，O230%,O21.5%,無時間和延時限制；回收末期控制條件與常規(guī)冶煉工藝相同；脫碳期吹煉前期轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生特點：前期CO濃度上升很快，且波動小O2濃度下降速率較快，穩(wěn)定SGRS轉(zhuǎn)爐煤氣的回收技術(shù)應用SGRS工藝條件下的轉(zhuǎn)爐煤氣回收優(yōu)化方案回收操作系統(tǒng)是否SGRS

12、工藝常規(guī)回收模式SGRS回收模式第一次降槍自動回收條件第一次降槍自動放散條件第二次降槍自動回收條件第二次降槍自動放散條件SGRS轉(zhuǎn)爐煤氣的回收技術(shù)應用 普通工藝：平均每爐回收煤氣10.06分鐘；滿足回收條件情況下，CO平均含量為51.61%。 SGRS工藝合計煤氣回收時間9.23分鐘，較常規(guī)工藝少0.83分鐘。SGRS轉(zhuǎn)爐煤氣的回收技術(shù)應用與普通工藝副原料消耗相比，采用SGRS工藝：石灰消耗降低30.2kg/t，降幅48.48%；輕燒白云石消耗降低13.3kg/t ，降幅70%；鋼鐵料消耗降低8.25 kg/t鋼。SGRS工藝應用效果渣量的確定鐵水稱量實測渣量 使用普通石灰，鐵水Si含量在0.

13、50%左右，SGRS工藝渣量75kg/t，普通工藝渣量108kg/t。SGRS工藝比普通工藝降低33kg/t，降低比例31.4%。 渣量的確定 理論計算渣量 使用普通活性石灰，鐵水Si含量在0.50%左右， SGRS工藝渣量70-80kg/t，普通工藝渣量100-120kg/t。SGRS工藝比普通工藝降低35kg/t，降低比例31.8%。SGRS工藝應用效果渣量的降低和Tfe含量的變化合計鋼鐵料消耗降低8.25 kg/t鋼。SGRS轉(zhuǎn)爐終點磷含量控制 上表所示轉(zhuǎn)爐終點控制，磷含量控制在0.011%0.013%之間，脫磷率在81%85%左右，與常規(guī)工藝相比，轉(zhuǎn)爐終點磷含量控制水平基本相當。SGRS轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝生產(chǎn)的爐數(shù)全量比例為81.5%，還得了以下成果：由于上爐終渣爐渣循環(huán)再利用，可以大幅度減少煉鋼石灰、輕燒白云石、渣料消耗；煉鋼終點爐渣通常含14%30%F