基于高效炼钢技术的开发应用

【摘要】中厚板厂45吨转炉区在现有设备工艺的基础上利用优化合金在线烘烤、钢包在线蓄热式烘烤烧嘴等措施，加上投入钢包纳米技术控制应用，达到了低铁耗、低温度炼钢的高效炼钢目标。

【关键词】合金；烧嘴；烘烤；纳米技术

1、前言

随着科技日益更新，冶金工业冶炼技术也得到了提高，国内钢企在生产过程中都保持着适度发展和上游需求供应不足所产生的矛盾相对明显。炼钢中铁水供应就是其中的一个例子，在当今国内钢铁冶炼中铁水供应技术已达到先进技术水平，从多种方式降低成本，成果明显。钢铁铁水耗能有了明显的降低，转炉终点温度也明显降低。在当前冶金行业亏损经营状况下，如何降低耗能且又提高炼钢效率是当前冶金行业一直研究的课题。当前工业生产改造最大的减少成本是利用现有设备进行工艺或者设备创新，通过利用新技术、新材料及新工艺提高设备利用率。通过对现场设备研究确定采取合金在线烘烤、提高煤气流量效率、减少热损失等措施，达到降耗高效炼钢的目的。

2、优化工艺措施应用

2.1合金在线烘烤技术的应用

2.2.1随着工艺生产优化及钢品种不断更新，平均吨钢合金的用量随着45吨转炉品种钢比的不断增加而增加，尤其是低合金钢的冶炼，其合金的物理温降相对增大。为了减少钢水物理温将，应在转炉添加合金前加热升温到某一温度，可有效降低因加入合金而造成的温将。结合45吨转炉设备间距及工艺性能要求，确定在每个合金料仓中增加烘烤烧嘴，并采取人工点火技术，煤气采用混合煤气烘烤。

2.2.2效果显著，结果比较

结论：投入合金烘烤技术工艺后，合金在加入钢包前由30℃升高到271℃，平均升高241℃。

2）对出钢温度影响

当前45吨炼钢转炉的每炉出钢量平均约为44.5吨，不同钢种合金升温后对出钢过程温降影响见表2。

即平均相应出钢温度可降低3.64℃，并且合金使用量越大，则相对降低出钢温度越明显。

3、钢包在线蓄热式烘烤烧嘴的优化设计

3.1设备工艺设计

通过对现场原钢包在线蓄热式烘烤器设备工艺及当前冶金技术应用分析，现场存在的问题主要是煤气流量低，烘烤效果差，为提高产品质量，优化设备工艺必不可少，因此，通过与鞍山热能院合作，对现有蓄热体的煤气管道进行了改进，扩大了煤气流量的管道直径，烘烤烧嘴的出口直径从Ф108mm调整为Ф133mm，显然提高了煤气流量效率，从而改善了烘烤的效果，火焰长度和刚度得到显著改善，钢包温差控制在50℃以内。

3.2效果比较

1）钢包烘烤效果具体见表3。

通过对烘烤器烧嘴进行优化后，升温速度平均提高14.3℃/min，效果显著。

2）吹氩温降比较

优化钢包蓄热式烘烤器烧嘴后，连续统计120炉吹氩温降与原情况比较效果见表4：

优化钢包蓄热式烘烤器烧嘴后，在相同吹氩压力情况下，吹氩过程温降平均降低1.88℃/min，证明钢包烘烤效果有了明显的提高，包衬吸热能力降低。

4、钢包纳米技术的应用

4.1工艺设计

结合原有工艺研究，钢包运行过程中热损失比较严重，針对这一问题决定采用新材料的应用，采用热屏蔽纳米绝热板代替原砌筑中使用的材料，纳米高温绝热板目前世界上隔热性能最好的高温隔热材料，其隔热性能比传统纤维类的隔热材料要好3～4倍。在高温下，传热的主要作用是热辐射，纳米微孔隔热材料添加了特殊的红外添加剂，在高温下阻止和反射红外射线，把辐射传热作用降低到最低点，使得材料高温下的辐射传热系数降低到最低值。使钢包包衬具有更好的保温功能，进一步降低钢包运行中的热损失。

4.2效果比较

1）钢包的使用情况钢包使用情况见表5。

采用纳米技术后，钢包外壁温度的平均温度降低为33℃。

2）钢包外壁温度变化趋势

对比不同包龄外壁温度变化趋势如下图所示：

5、结论

通过应用新技术、新材料、新工艺加上连铸机的提速，铁水耗能进一步降低，达到了831.28Kg/t，效果明显，炼钢工序温度显著提高，出钢温将也明显得到改善，达到50℃以内，45吨转炉在低耗工况下，生产稳定，可适应多种模式下生产。通过优化改进，满足了现场生产需求，进一步提高了效益。

参考文献

[1]张先棹.冶金传输原理[M].北京：冶金工业出版社，1991.198—200.

[2]炼钢-连铸新技术800问.北京：冶金工业出版社，2003

[3]殷瑞钰.冶金流程工程学.北京：冶金工业出版社，2004

[4]陈伟庆.冶金工程试验技术北京冶金工业出版社，2008

作者简介

刘建新，男，1973年出生，1992年毕业于河北冶金工业学校钢铁冶金专业，后进修北京科技大学冶金工程专业，现为济钢中厚板厂责任工程师。