轉(zhuǎn)爐及KR循環(huán)利用鋼包熱態(tài)鑄余渣工藝試驗
孟華棟，楊勇，姚同路
(鋼鐵研究總院有限公司冶金工藝研究所， 北京 100081)
摘要：為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，在轉(zhuǎn)爐及KR進(jìn)行鋼包熱態(tài)鑄余渣循環(huán)利用的工藝試驗。對比分析了轉(zhuǎn)爐及KR循環(huán)利用鋼包熱態(tài)鑄余渣前后的成渣效果和冶金效果。結(jié)果表明，在不需要對現(xiàn)有裝備進(jìn)行改造的情況下，常規(guī)爐次每爐加入約30 kg/t的鋼包熱態(tài)鑄余渣，可節(jié)約消耗鋼鐵料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、燒結(jié)礦4.87 kg/t、氧氣1.83 m3/t，縮短冶煉時間3.24 min/爐，節(jié)省冶煉成本39.43 元/t（鋼)，降低終點a［O］含量，提高終點脫磷率，在提高鋼水質(zhì)量和冶煉效率、降低煉鋼成本的同時，減輕了鋼包鑄余渣排放對環(huán)境的污染，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益良好。為減小鋼包鑄余渣中硫含量高對轉(zhuǎn)爐冶煉效果的影響，可采用將鋼包熱態(tài)鑄余渣返回KR進(jìn)行鐵水預(yù)處理的方式加以循環(huán)利用，每罐鐵水中加入約27 kg/t的鋼包熱態(tài)鑄余渣后，石灰等脫硫劑用量減少82.2%，鐵水預(yù)處理時間縮短1 min，溫降減少4 ℃，回磷率降低2個百分點，脫硫率達(dá)到69.4%，同樣取得了良好效果。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐； 鋼包熱態(tài)鑄余渣； 循環(huán)利用；KR鐵水預(yù)處理； 冶金效果
1 引言
鋼水澆鑄完畢后殘留在鋼包中的鋼渣和鋼水統(tǒng)稱為鋼包鑄余渣。鋼包熱態(tài)鑄余渣含有熱能，傳統(tǒng)工藝是將這部分鋼包鑄余渣直接翻入渣罐內(nèi)，然后進(jìn)行打水冷卻，待冷卻到室溫后，將鋼渣磁選分離，磁選出來的渣鋼進(jìn)入煉鋼工序作為冶煉的金屬材料，剩余尾渣留存待用。由于該工藝經(jīng)過冷卻、破碎、鋼渣分離處理，不能有效利用渣中余熱，處理過程需要噴灑大量水，而且處理周期長，現(xiàn)場容易產(chǎn)生大量的蒸汽和粉塵。同時，處理后的尾渣因含有大量游離氧化鈣和游離氧化鎂，一直都未能得到很好的利用，堆放的尾渣既污染環(huán)境，又占用大量土地，給周圍環(huán)境造成極大影響。部分鋼廠將鋼包鑄余渣再次返回LF精煉工序的鋼包內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，該種回收方式不但可以將剩余的鋼水充分利用，還能夠利用高堿度爐渣替代部分LF爐工序造渣材料，降低熔劑成本。但是，這種回收方式存在一定的問題，即必須給回收的鑄余渣留有一定的空間和容積，故鋼包凈空控制精度需要加強(qiáng)。確保鋼包留有安全凈空對于精煉工藝種類多的鋼廠適用性不強(qiáng)，鑄余渣的利用率不高，生產(chǎn)組織存在一定難度，轉(zhuǎn)爐煉鋼和鋼水精煉的節(jié)奏需要匹配，形成常態(tài)化工藝控制模式有一定難度。此外，因鑄余渣硫容量接近飽和，會影響后續(xù)LF精煉時的脫硫效果，且硫含量逐步富集的鑄余渣積累到一定程度必然導(dǎo)致廢棄現(xiàn)象。部分鋼廠將鋼包鑄余渣作為轉(zhuǎn)爐半鋼冶煉助熔劑使其得到有效應(yīng)用，但是因為半鋼冶煉仍需要配加酸性造渣劑進(jìn)行造渣，且半鋼冶煉本身熱量不足，加入的助熔劑和造渣劑熔化吸熱，加劇了冶煉鋼水過氧化、鋼鐵料消耗增高、鋼中氧化物夾雜增加的問題。因此，將鋼包熱態(tài)鑄余渣破碎磁選篩分、返回LF爐和轉(zhuǎn)爐半鋼冶煉循環(huán)利用均存在一定問題。為獲得更好的鋼包熱態(tài)鑄余渣循環(huán)利用效果，回收余熱、提高效率、降低煉鋼成本的同時，還應(yīng)提高鋼水質(zhì)量。為此本文在常規(guī)轉(zhuǎn)爐及KR鐵水預(yù)處理中進(jìn)行了鋼包熱態(tài)鑄余渣循環(huán)利用的對比試驗。
2 精選圖表
3 結(jié)論
(1)在本文所述試驗條件下，常規(guī)轉(zhuǎn)爐爐次每爐加入約30 kg/t鋼包熱態(tài)鑄余渣，可以節(jié)約消耗鋼鐵料12 kg/t，石灰4.31 kg/t，燒結(jié)礦4.87 kg/t，氧氣1.83 m3/t，縮短冶煉時間3.24 min/爐，節(jié)省冶煉成本39.43元/t（鋼），降低終點a［O］含量，提高終點脫磷率，在提高鋼水質(zhì)量和冶煉效率的同時，降低了煉鋼成本。
(2)通過對鋼渣的巖相特征、熔點測定及相圖分析發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)爐循環(huán)利用鋼包熱態(tài)鑄余渣有利于冶煉前期快速成渣，終點爐渣的成渣效果得到明顯改善。在不需要對現(xiàn)有裝備進(jìn)行改造的情況下，基本實現(xiàn)了鋼包熱態(tài)鑄余渣的全循環(huán)利用，有效利用了鋼包熱態(tài)鑄余渣的爐渣顯熱，減輕了廢渣排放環(huán)境壓力，減少了處理費用，環(huán)保效益明顯。
(3)為降低鋼包鑄余渣中硫含量高對轉(zhuǎn)爐冶煉效果的影響，可采用將鋼包熱態(tài)鑄余渣返回KR進(jìn)行鐵水預(yù)處理的方式加以循環(huán)利用，每鐵水罐中加入約27 kg/t的鋼包熱態(tài)鑄余渣，可使石灰等脫硫劑用量減少82.2%，鐵水預(yù)處理時間縮短1 min，溫降減少4 ℃，回磷率降低2個百分點，脫硫率達(dá)到69.4%，同樣取得了良好效果。
