降低生铁硅的质量分数研究与控制

2014-08-20李继锋陈建巧

冶金与材料 2014年4期

李继锋，陈建巧

(山东莱钢集团，山东莱芜271104)

高炉炉前脱硅主要是为炼钢提供低硅铁水，冶炼高附加值精品钢［1］。以往铁水预处理都是由炼钢“三脱”来进行的。由于其工艺复杂，处理时间长，铁水热损失大，渣量大，成本高，八十年代初以来，出现了高炉炉前铁水脱硅技术。其目的在于缩短钢铁冶炼全流程生产时间，降低炼钢熔剂消耗量，为生产低磷低硫高级钢，提高产品竞争力以及改善企业的经济效益提供必要条件［2］。高炉炉前脱硅所用的方法主要有投撒法和喷吹法两种。脱硅剂靠自重撒落到铁水表面的称为投撒法，用载气将脱硅剂以一定速度喷入铁水中的称为喷吹法。这两种方法都有使用实例。比较而言，投撒法所用的脱硅剂在粒度和种类上可选范围较宽(如烧结矿粉和氧化铁皮等均可应用)，其系统工艺流程及设备都比较简单，造价低，但脱硅剂消耗量大，脱硅剂与铁水搅拌不充分，脱硅产生泡沫渣多，脱硅效果欠佳［3－4］。

1 现状分析

2013年国内同类型高炉的生铁硅的质量分数如下表所示。由表1可知，目前国内兴澄特钢高炉硅的质量分数控制水平较高，为0.35%左右。莱钢硅的质量分数控制在0.49%，落后于国内先进水平。

影响生铁硅的质量分数的常见因素有:受富氧量不足，风机能力不足，风口面积小，焦炭质量不达标，中心温度低，烧结矿粒度不达标等。

莱钢炼铁厂高炉富氧调节阀开度灵活准确，正常生产时富氧12 000m3/h开度30%左右，调节阀开至100%富氧量能达到15 000～16 000m3/h，满足正常生产要求。统计了2012年9月～2013年9月高炉风机指标，风机送风能力不能满足高炉需求。

烧结矿粒度是影响生铁硅的质量分数的重要原因之一。按照相关标准，烧结矿粒度小于5mm的应不多于5%，对烧结矿粒度进行了批量跟踪统计，发现大部分烧结矿粒度不符合要求。

炉渣二元碱度低会导致生铁硅的质量分数过高。对比莱钢高炉和国内高炉的炉渣二元碱度，发现国内高炉的炉渣二元碱度过低。

2 优化措施

为有效控制莱钢生铁硅的质量分数，针对目前炼铁厂存在的问题，提出了优化措施。

2.1 改进振筛组成

之前生产，莱钢高炉振筛为单层震筛，返矿率控制较好，但烧结矿粒度过大，烧结矿粒度小于5mm的应多于5%，影响了生铁的硅的质量分数控制。为控制烧结矿粒度，将单层震筛改为单双层振筛组合使用，提高筛分水平。

根据烧结矿的生产工艺，烧结矿大粒度料多在料流的中前部，小粒度料多集中在中后部，因此我们将G1、G2皮带的中前部烧结料仓(1#～7#)选择双层振筛，后部烧结料仓(8#～10#)选择单层振筛。

表2 筛分统计表

经过改造后，单双层振筛组合使用，烧结矿粒度小于5mm的烧结矿达到4.1%，显著提高。

2.2 提高炉渣二元碱度

设定炉渣二元碱度为R2，配料碱度R配=1.34。通过保证铁水温度1 510℃，控制出铁速度＞6t/min，渣铁流动性良好，提高烧结矿比例等措施，建立配料碱度校核机制，每班根据来料成分，对配料碱度进行标准化校核，保证配料碱度在规定范围。每炉铁取渣样对比石头和玻璃比例，即时估计炉渣二元碱度水平。并且每班化验炉渣成分，根据炉渣二元碱度化验值对配料碱度和渣样对比图进行校核。经测量实际R2为1.19～1.23。

2.3 强化冶炼，抑制Si的还原

(1)扩大进风面积提升风量。

3#1 750m3高炉两铁口夹角为90°，铁口侧下料长期偏快，炉缸偏行，铁口对侧炉缸相对不活跃，操作中经常采取临时或长期堵风口来纠偏，保证炉缸全面活跃。为强化冶炼，取消这种堵风口的操作，扩大进风面积，3#1 750m3高炉风口面积由0.268m2增加到0.274m2，风量上升400m3/min左右，实际风速控制在250m/s以上，鼓风动能在10 500kgm/s以上。

(2)加长风口的长度，活跃炉缸。

3#1 750m3高炉于今年5月8日大修后开炉，大修前24个风口长度以580mm、600mm为主，风口面积在0.266m2，布料矩阵为矿焦同档加中心加焦模式，开炉后布料矩阵采用矿焦同档中心无矿模式，相对而言中心弱化，为配合上部制度的变化，风口长度全部加长为650mm，增强了炉缸中心活性，稳定了初始圆周气流和下部炉体温度。

(3)实施高料速小矿批操作。

大矿批相对小矿批而言，可稳定上部煤气流，改善上部煤气利用，减少界面效应，改善高炉透气性，使煤气流更稳定，分布更合理，但冶炼强度较低。济钢3#1 750m3高炉大修前采用大矿批操作，矿批最高到57t/批，料速较慢，每班40～50批料。为强化冶炼，以每班跑58～60批料为依据控制矿批的大小，减少滴落带高度和液体渣铁在滴落带的滞留时间，减少硅的还原。