低硅冶煉技術(shù)應(yīng)用

1、一號高爐低硅鐵冶煉技術(shù)應(yīng)用摘要：萍安鋼公司萍鄉(xiāng)煉鐵廠一號高爐從降低生鐵成本出發(fā) ，生產(chǎn)低 硅生鐵。采取了提高原料和燒結(jié)礦質(zhì)量，加強(qiáng)外圍管理，嚴(yán)格控制并 穩(wěn)定爐缸溫度，富氧、噴煤、大風(fēng)量、大料批（每批14.5t），多環(huán)布 料抑制邊緣、發(fā)展中心的操作方針，使頂壓升高，一氧化碳壓力增大， 一氧化碳利用率提高，燃料比和生鐵硅含量降低。生鐵含硅量逐步降 到0.37%左右，高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯改善。關(guān)鍵詞：高爐；低硅鐵;冶煉引言：隨著鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，各鋼企出現(xiàn)嚴(yán)重虧損現(xiàn)象。降低 生產(chǎn)成本顯得尤其迫切。而降低生鐵硅含量又是操作者降低生產(chǎn)成本 的重要手段。降低煉鋼生鐵含硅量，不僅有助于縮短煉鋼時(shí)間、

2、提高 爐襯壽命、降低鐵及輔助材料消耗和噸鋼成本，而且還能降低入爐焦 比和增加生鐵產(chǎn)量。降低生鐵含硅量不僅是高爐的冶煉方向，也是衡量煉鐵技術(shù)水平以及管理水平的主要標(biāo)志之一。尤其是管理水平的提咼能夠更加有效保證咼爐生產(chǎn)低標(biāo)號的生鐵。高爐簡介：萍鄉(xiāng)煉鐵廠1號高爐經(jīng)2012年擴(kuò)容到408立方米，1、硅的還原機(jī)理的認(rèn)識1.1硅還原的部位高爐內(nèi)硅的還原是從爐腰上部開始， 爐腰中部迅速升高，風(fēng)口上 部可以達(dá)到鐵水喊硅量的3-4倍，風(fēng)口區(qū)以下迅速降低。高爐解剖和風(fēng)口取樣：硅含量變化1.2硅還原機(jī)理國內(nèi)外的諸多研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，硅的還原主要通過氣相的SiO(g)遷移來實(shí)現(xiàn)。其還原分兩步進(jìn)行：Si02(灰分)+

3、C(焦炭)=SiO(g)+CO。然后，SiO(g)在上升過程中通過滴落帶與滲碳的鐵 滴相遇，即SiO(g)+C=Si +CO。在高爐滴下帶到爐缸渣鐵層的寬廣范 圍內(nèi),有多種硅的遷移過程存在于鐵液、渣液、焦炭、SiO氣體之間。在風(fēng)口帶的高溫回旋區(qū)，焦炭灰分中SiO2和通過滴落帶流下來的爐渣中所含SiO2被碳還原成氣態(tài)Si0。氣態(tài)SiO隨高溫煤氣上升，當(dāng)在 滴落帶遇到由軟熔帶向下滴落的渣及鐵液時(shí)則被吸收 ，同時(shí)SiO被鐵 滴中的飽和碳還原，反應(yīng)產(chǎn)物硅進(jìn)入鐵水，鐵滴對于SiO氣體的吸收 率可達(dá)到70%100%鐵滴不斷下降因而吸收的硅越來越多，以至在風(fēng) 口上方達(dá)到最高含量。當(dāng)鐵水下降通過風(fēng)口時(shí)，由于風(fēng)

4、口部位的氧勢 高,使鐵水的含硅量因被氧化而明顯降低。 進(jìn)人爐缸后，渣鐵之間硅的 轉(zhuǎn)移反應(yīng)由于受到爐渣堿度的抑制，SiO2的活度將減小，而且由于渣 中MnO,FeG等成分耦合作用的影響，生鐵含硅量將進(jìn)一步降低，達(dá)到 最終的生鐵含硅量。2冶煉條件及生產(chǎn)實(shí)踐根據(jù)上述理論并結(jié)合萍鄉(xiāng)煉鐵廠的實(shí)際，為實(shí)現(xiàn)低硅冶煉采取了以下措施：2.1 嚴(yán)格監(jiān)控燃料質(zhì)量在2012年9月份曾因煤粉灰分大幅上升到30%以上且未化驗(yàn)出 結(jié)果導(dǎo)致一號高爐小涼一次，高爐成立專門的監(jiān)察小組，現(xiàn)場對煤粉 取樣進(jìn)行監(jiān)督，防以次沖好，弄虛作假的事故發(fā)生。2.2 .采用合理的造渣制度，是低硅冶煉的必要條件。實(shí)踐表明，當(dāng)MgO 含量達(dá)到10注右

5、時(shí),爐渣三元堿度（R3）在1.35以上,流動性良好，利 于爐渣脫硫、脫硅。1號高爐在低硅鐵的冶煉過程中注重控制好爐渣 堿度,控制由原1.1提高至1.20甚至是以上。適當(dāng)提高爐渣堿度 R2 及保證MgO含量,可提高爐渣的熔化溫度，增加爐缸熱量的儲備。改善 爐渣流動性，提高了爐渣的脫硫能力，又可縮短熔滴帶的厚度，使鐵水 溫度相對提高，這樣在較高的焦炭負(fù)荷條件下，也能促使低硅生鐵冶 煉順利進(jìn)行。爐渣二元堿度升高能降低渣中SiO2的活度，起到抑制硅 還原的作用。但是二元堿度過高會提高爐渣的熔化溫度，引起焦比升 高，影響爐況順行。用MgO代替部分CaO的增加來提高三元堿度，有利 于爐渣性能的穩(wěn)定及渣鐵流

6、動性的改善，減少滴落帶渣鐵的滯留量和 滯留時(shí)間，縮短反應(yīng)時(shí)間，達(dá)到降硅的目的。目前1號高爐的MgO含量 程下行趨勢，渣R 2上升到較高的水平，對高爐的順行存在一定的隱 患。具體數(shù)據(jù)如下表：表月份12345678910M gO10.059.829.739.059.649.589.499.319.098.52R21.1191.143.0891.108 '.1221.1461.211.1741.1791.222SI0.430.450.510.50.480.480.420.420.430.37由上表可以看出隨著低硅冶煉進(jìn)程的推進(jìn)，渣中M gO直在下, 且達(dá)到較低的水平，不利于低硅冶煉。R 2一

7、直在上升，低硅高堿度 操作存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，易造成高爐懸塌料，引起氣流波動。風(fēng)口易灌 渣，甚至是引起爐涼事故的發(fā)生。在目前低硅水平較高的生產(chǎn)中提升 渣中MgO的含量到10%以上顯得比較重要。2.3高風(fēng)溫措施風(fēng)溫全送，規(guī)定到1190攝氏度換爐，開混風(fēng)閥受到考核的管理 措施促進(jìn)使用高風(fēng)溫。高鼓風(fēng)溫度使焦炭負(fù)荷增加，爐頂煤氣利用率 得到改善,軟熔帶水平下移，從而使反應(yīng)時(shí)間縮短，有效控制了硅的還 原。此外，由于風(fēng)溫提高后焦比降低，由焦炭帶入爐內(nèi)的灰分減少，所 以在客觀上也減少SiO2的入爐量。2.4提咼原料質(zhì)量爐料成分越穩(wěn)定，爐況越平穩(wěn)，生鐵硅含量的波動也相應(yīng)減少。原 料熔化溫度高，可擴(kuò)大塊狀帶區(qū)域，減

8、少高溫區(qū)的熱量消耗，使軟熔帶 下移,縮短硅的還原區(qū)間，抑制硅的還原。采用高M(jìn)gC和高堿度還原性 好的燒結(jié)礦，不但有較高的軟化和熔化溫度，而且生成的初渣可吸收 風(fēng)口高溫區(qū)的SiO2，并能改善爐渣流動性。煤比、焦比以及焦炭灰分 越低，對冶煉低硅生鐵越有利。焦炭質(zhì)量不斷提高，近年來焦炭灰分含 量達(dá)到12.5%左右，焦炭硫約為0.80%,M40大于80%勺穩(wěn)定率與M10小 于7.0%。改善燒結(jié)礦篩分、粒度均勻，粒徑小于5mm勺碎礦不準(zhǔn)入爐。 四小時(shí)測定一次燒結(jié)粒級，出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)格考核燒結(jié)車間， 為高爐 降低焦比和冶煉低硅鐵創(chuàng)造了有利條件。入爐燒結(jié)料粒級情況如下 表：表二月份5月6月7月8月9月10月

9、燒結(jié)10mm24.4424.1424.1723.6123.3623.082.5嚴(yán)格控制并穩(wěn)定爐缸溫度爐缸溫度包括兩方面：高溫和熱平衡。在低硅的情況下需要較高的理論燃燒溫度，目前一號高爐的理論燃燒溫度基本控制在2220攝氏度以上.而熱平衡方面主要采用穩(wěn)定負(fù)荷，單小時(shí)燃料比以及各采 用水分儀測定即時(shí)入爐焦水分這一有效措施來穩(wěn)定爐缸熱制度，從而 穩(wěn)定生鐵的含硅量。在低硅生鐵的冶煉過程中，爐缸溫度的高低關(guān)系 到爐溫的穩(wěn)定。高爐的含硅量按 0.4%來操作,并努力防止?fàn)t溫過低， 確保爐況的順行，一級品率也逐步提咼。米取的具體措施有：(1)穩(wěn)定 風(fēng)量，班料批控制在上限。(2)穩(wěn)定風(fēng)溫與綜合負(fù)荷，在1190攝

10、氏 度時(shí)就及時(shí)換爐，煤比嚴(yán)格控制上下限5kg/tFe。(3)加強(qiáng)原料入爐的電子秤的管理，執(zhí)行定期 校秤制度,防止原料稱量變化引起爐溫大 起大落。(4)加強(qiáng)三班操作統(tǒng)一，做好三班街接的綜合爐況判斷。勤 觀察,勤析調(diào)劑，堅(jiān)持早動、小 動、小幅調(diào)劑。(5)2個(gè)小時(shí)測定一次 入爐焦炭水分，嚴(yán)防焦炭水分大幅波動造成爐溫水平的波動。尤其時(shí)在雨季時(shí)焦炭水分波動較大，嚴(yán)重影響到焦炭負(fù)荷的變化。2.6鐵水溫度鐵水溫度對硅遷移的影響要大于其它因素的影響。因?yàn)殍F水溫度高,表示滴下帶內(nèi)鐵液的溫度相應(yīng)升高，也說明與硅還原有密切關(guān)系 的風(fēng)口前焦炭溫度相對提高，從而使滴下帶內(nèi)的鐵液-焦炭、鐵液 -Si O氣、焦炭灰分-焦炭

11、，甚至渣液-焦炭、渣液-鐵液等各種硅 還原過程都得到加強(qiáng)。每降低鐵水溫度30!,可降約0.1%,目前1號 高 爐的鐵水溫度基本控制在14401470攝氏度.以保證出鐵順利和生鐵 成分穩(wěn)定。根據(jù)國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)來看鐵水溫度還有進(jìn)一步下降到 1400-1420攝氏度，Si可降到0.3%左右。上述主要數(shù)據(jù)如下表:表三月份12345678910富氧率:2.192.432.642.312.42.381.81.881.882.01煤比143141137133131132135133132128鐵水溫度1485148414811486148414871479148014741468理論燃燒溫度22252238

12、225522522256225422262233223722432.7利用系數(shù)隨著利用系數(shù)的提咼，咼爐的冶煉周期縮短，意味著焦炭在風(fēng)口 帶的高溫回旋區(qū)停留時(shí)間縮短，同時(shí)反應(yīng)生成的Si O氣通過滴落帶的 時(shí)間縮短。據(jù)文獻(xiàn)可知利用數(shù)每提高 0.75t/(m3 *d),Si 可降低 0.1%。2.8適應(yīng)氣流變化的壓差控制及頂壓調(diào)整在高爐的實(shí)際操作中，當(dāng)爐內(nèi)氣流發(fā)生較大變化或爐內(nèi)的壓量關(guān) 系緊張且不匹配時(shí)，可以在減風(fēng)的同時(shí)適當(dāng)短時(shí)間調(diào)整頂壓，控制合理壓差，確保盡快消除由于氣流變化對爐況帶來的不良影響，當(dāng)爐內(nèi)氣流穩(wěn)定、壓量關(guān)系正常后，必須維持正常頂壓操作，本高爐根據(jù)長 期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)壓差控制在115kpa以

13、下，在爐礦氣流波動情況下壓差控 制在110kpa以下.2.9低焦比操作一號高爐自2012年大修以來，實(shí)現(xiàn)了高風(fēng)溫、多風(fēng)口均勻大噴 吹。風(fēng)溫達(dá)到1205攝氏度，噸鐵噴煤量130kg,最高達(dá)到過145kg/Fe. 高爐煤氣利用率也由42%|高至45噓右，入爐焦比的降低，有效地降 低了 SiO2的帶入量，同時(shí)也減少了硅的還原。2.10穩(wěn)定合理的操作爐型合理的爐型穩(wěn)定高爐氣流，提升煤氣利用，入爐焦比降低，減少SiO2的帶入量，同時(shí)也減少了硅的還原.而且低硅冶煉最害怕的就是 氣流失常，氣流起沖極意引起爐涼.一號高爐自11月5日炸瘤后合爐型相對合理生產(chǎn)得到了巨大的提升見下表：表四項(xiàng)目S i平均日產(chǎn)量煤氣利

14、用燃料比焦炭水分炸瘤前0.371477.3544.35565.15炸瘤后0.381501.6644.85406.25對比-0.01-24.31-0.516-1.1由上可以看出炸瘤后對氣流以及煤氣利用的影響，焦比下降達(dá)16K g/tFe,產(chǎn)量上升24t/d 大幅減少減少了焦帶入的SiO2量同時(shí)也縮短了爐料在爐內(nèi) 的停留時(shí)間，減少S i的還原.目前我們的S i未進(jìn)一步降低主要 是過渡最近雨水較多且檢修后爐況在進(jìn)一步恢復(fù)過程中.2.11保持高爐穩(wěn)定順行采用合理的操作制度，保持高爐順行穩(wěn)定，正確地應(yīng)用上、下部調(diào) 劑以取得合理的煤氣流分布及良好的爐缸工作狀態(tài)。爐況的穩(wěn)定順行不但是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗和長壽的

15、主要手段，也是冶煉低硅、低硫生 鐵的必要條件。在改變料柱透氣性的基礎(chǔ)上，采取大風(fēng)量、大料批（每 批14.5t）、多環(huán)布料、抑制邊緣、發(fā)展中心的操作方針，使頂壓升 高,PCO增大，燃料比和生鐵硅含量進(jìn)一步降低。同時(shí)也采取了以下管 理措施：（1）強(qiáng)化出渣出鐵的作業(yè)管理，提高出鐵正點(diǎn)率和均勻率，減 少爐缸內(nèi)的貯鐵貯渣量，避免渣鐵貯量過多而使風(fēng)壓過高、料速變慢 而爐溫升高。每天出鐵從16次,正點(diǎn)率從50%|高至85%均勻率由 60%提升到80%加強(qiáng)設(shè)備管理，保證設(shè)備的穩(wěn)定率與完好率，防止 設(shè)備故障造成非計(jì)劃休風(fēng)而引起熱量補(bǔ)充不足。（3）對主溝、渣鐵溝、 撇渣器、鐵罐等系統(tǒng)的耐火材料的侵蝕加強(qiáng)跟蹤管理，

16、特別是對主溝 的修補(bǔ)已做到不影響出鐵次數(shù)。3根據(jù)長期的生產(chǎn)實(shí)踐，同行業(yè)有以下經(jīng)驗(yàn)公式：含硅量降低0.1% 可增產(chǎn)2%噸鐵節(jié)焦4kg。含硅量降低不僅因燃料比降低使產(chǎn)量提高， 而且使?fàn)t缸熱儲備和煤氣量均相應(yīng)減少。結(jié)合上、下部調(diào)劑，通過改 善煤氣流分布，使中心活躍，壓差降低,為加風(fēng)創(chuàng)造了條件，提高了冶 煉強(qiáng)度并增加了產(chǎn)量。同時(shí)體現(xiàn)在煉鋼工序的效益有：降低氧氣消耗， 減少渣量,從而降低石灰、合金和鋼鐵料消耗；縮短冶煉周期，降低生 鐵含硅量,也對提高煉鋼工序的效率和效益做出了貢獻(xiàn)。4低硅冶煉注意事項(xiàng)低硅冶煉雖能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益但同時(shí)也具有較大的風(fēng)險(xiǎn)， 對操作者素質(zhì)要求較高一不小心極度容易引起爐涼甚至是

17、爐缸 凍結(jié).個(gè)人總結(jié)低硅冶煉需要注意的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：（1）加強(qiáng)料單的檢查，防止出現(xiàn)裝料錯誤.(2)定期熱爐.(3)加強(qiáng)工長的操作素養(yǎng)，對氣流以及低料線危害的認(rèn)識.(4)加強(qiáng)基礎(chǔ)工作的管理，尤其是爐前出鐵操作的管理.(5)加強(qiáng)冷卻設(shè)備的檢查，嚴(yán) 防漏水.(6)加強(qiáng)原燃料的管理，避免質(zhì)量及水分的大幅波動造 成熱制度不穩(wěn)定.(7)穩(wěn)定用風(fēng)氧，及時(shí)控制好料速，均勻跑料。(8)減少堿金屬的入爐，防止結(jié)厚結(jié)瘤影響操作爐型的變化。5目前一號高爐存在的不足(1) 新班長較多，三班出鐵堵口操作上統(tǒng)一意識需加強(qiáng)。(2) 渣中MgO含量尚略顯偏低。(3) 頻繁出現(xiàn)高堿度渣相，三班工長對渣的調(diào)劑需進(jìn)一步加強(qiáng)。(4) 三班出鐵均勻率以及正點(diǎn)率仍顯偏差，鐵口合格率有待進(jìn)一步 提高。(5) 爐身上部仍存在一定的結(jié)厚，對氣流產(chǎn)生一定的影響，偶有渣皮 滑落的現(xiàn)象造成風(fēng)口小套冷卻器的破損。(6) 三班工長對氣流的認(rèn)識仍有所欠缺。結(jié)語采取提高原料質(zhì)量