氧氣轉(zhuǎn)爐“留渣+雙渣”煉鋼工藝技術(shù)131210王新華

1氧氣轉(zhuǎn)爐“留渣+雙渣”煉鋼工藝技術(shù)王新華2012年12月鋼鐵工業(yè)是重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，近十多年來(lái)發(fā)展迅速，其中尤以中國(guó)鋼鐵工業(yè)的崛起令人矚目；鋼鐵生產(chǎn)在資源、能源消耗和爐渣等廢棄物排放方面存在很大問(wèn)題；氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼(產(chǎn)鋼比>91%)：為去除磷、硫雜質(zhì)等需要，煉鋼過(guò)程必須加入石灰、白云石等造渣；全國(guó)氧氣轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)鋼6.45億噸以上，每年消耗4400萬(wàn)噸以上石灰石和1000萬(wàn)噸以上白云石，產(chǎn)生6200萬(wàn)噸以上爐渣。一、背景和意義2氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼示意圖石灰石資源3石灰石和白云石均為重要的不可再生資源，我國(guó)石灰石資源并不富裕；據(jù)北京市規(guī)劃設(shè)計(jì)院2007年資料，已探明石灰石礦儲(chǔ)量(750億噸)，按目前石灰石耗量?jī)H可用45年；此外，大量開(kāi)采石灰石、白云石還會(huì)加劇植被破壞、水土流失，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利影響。首鋼石灰石礦山轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理+轉(zhuǎn)爐脫碳煉鋼日本鋼鐵企業(yè)開(kāi)發(fā)了“轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理+轉(zhuǎn)爐脫碳煉鋼”工藝（LD-ORP，SRP，H爐）：高效經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)潔凈鋼（包括低磷、超低磷鋼）；縮短煉鋼生產(chǎn)周期；降低40%以上石灰消耗和30%以上渣量(早期稱為L(zhǎng)essSlag煉鋼法)。需要專門(mén)脫磷轉(zhuǎn)爐(新建鋼廠或煉鋼能力有較大富余鋼廠)。480年代日本開(kāi)始開(kāi)發(fā)少渣煉鋼工藝5T.Shima,6thInternationalIronandSteelCongress,ISIJ,Oct.21-26,1990,Nagoya,Vol.3,1新日鐵君津鋼鐵廠開(kāi)發(fā)的ORP煉鋼工藝90年代后期開(kāi)發(fā)“轉(zhuǎn)爐脫磷-轉(zhuǎn)爐少渣煉鋼”工藝6渣量比較7S.Kitamura,etal.,9thChina-JapanSymposiumonScienceandTechnologyofIronandSteel,2001,Xian工藝A：傳統(tǒng)煉鋼工藝；工藝B：鐵水罐脫磷預(yù)處理；工藝C：轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷預(yù)處理；工藝D：轉(zhuǎn)爐鐵水預(yù)處理，80%脫碳轉(zhuǎn)爐渣返回脫磷轉(zhuǎn)爐利用。新日鐵開(kāi)發(fā)“MURC”煉鋼工藝8

小川雄司，転爐を用いた脫りん脫炭連続処理プロセスの開(kāi)発，鉄と鋼，87(2001)，p21-28巖崎正樹(shù)，松尾充高，製鋼技術(shù)開(kāi)発の歩みと今後の展望，新日鉄技報(bào)，2011，第391號(hào)，p88-93君津製鉄所(950萬(wàn)噸)：一煉鋼廠：220t轉(zhuǎn)爐×3二煉鋼廠：300t轉(zhuǎn)爐×2大分製鉄所(900萬(wàn)噸)：煉鋼廠：380t轉(zhuǎn)爐×3名古屋製鉄所(550萬(wàn)噸)：一煉鋼廠：160t轉(zhuǎn)爐×2(脫P(yáng)、脫S)；二煉鋼廠：270t轉(zhuǎn)爐×3八幡製鉄所(350萬(wàn)噸)：一煉鋼廠：170t轉(zhuǎn)爐×2三煉鋼廠：350t轉(zhuǎn)爐×3室蘭製鉄所(特殊鋼棒線材)。新日鐵煉鋼工廠9基本原理：溫度對(duì)脫磷反應(yīng)影響102[P]+5[O]=P2O5(l) △G0=-832384+632.65T前期溫度(~4min)：

1320~1380℃。冶煉終點(diǎn)溫度：1630~1680℃。冶煉前期溫度較后期低300℃左右，脫磷反應(yīng)平衡常數(shù)較后期高出4個(gè)數(shù)量級(jí)以上。新工藝基本原理11冶煉結(jié)束爐渣在高溫下已基本不具備去磷能力。下?tīng)t吹煉前期，由于溫度低，所留爐渣重新具備去磷能力。在溫度升至對(duì)脫磷不利前盡量將爐渣倒出，加入渣料進(jìn)行第二階段吹煉。MURC工藝能夠顯著降低石灰耗量12T.Matsumiya,etal,10thJapan-ChinaSymposiumonScienceandTechnologyofIronandSteel,2004,Chiba新日鐵MURC工藝相關(guān)報(bào)道小川雄司，矢野正孝，北村信也，平田浩，転爐を用いた脫りん脫炭連続処理プロセスの開(kāi)発，鉄と鋼，2001，Vol.87，No.1，p21-28K.Kume,K.Yonezawa,M.Yoshimi,H.HondoandM.Kumakura,CAMP-ISIJ,2003,Vol.16,p116T.MatsumiyaandM.Ichida,RecentProgressandTopicsinIron-andSteelmakingTechnologyinJapan,The10thJapan-ChinaSymposiumonScienceandTechnologyofIronandSteel,Nov.18-19,2004,Chiba,p1-11K.Morita,M.Kumakura,T.WashizuandK.Kume,EfficiencyPromotionofRefiningProcessinNipponSteelCorporation,The4thInternationalCongressontheScienceandTechnologyofSteelmaking,Oct.6-8,2008,Gifu,p253-256Y.UeshimaandK.Saito,RecentAdvancesandTopicsofIron-andSteel-makingTechnologyinJapan,The12thJapan-ChinaSymposiumonScienceandTechnologyofIronandSteel,Oct.17-19,2010,Nagoya,p11-18巖崎正樹(shù)，松尾充高，製鋼技術(shù)開(kāi)発の歩みと今後の展望，新日鉄技報(bào)，2011，第391號(hào)，p88-9313新日鐵8t轉(zhuǎn)爐試驗(yàn)14小川雄司，転爐を用いた脫りん脫炭連続処理プロセスの開(kāi)発，鉄と鋼，2001，Vol.87，No.1，p21-28石灰消耗隨連續(xù)爐次變化（計(jì)算）15小川雄司，転爐を用いた脫りん脫炭連続処理プロセスの開(kāi)発，鉄と鋼，2001，Vol.87，No.1，p21-28新日鐵對(duì)LD-ORP和MURC工藝方法評(píng)價(jià)16新日鐵對(duì)兩種煉鋼工藝方法評(píng)價(jià)17新日鐵對(duì)兩種煉鋼工藝方法評(píng)價(jià)18國(guó)內(nèi)“留渣+雙渣”工藝應(yīng)用情況上世紀(jì)60~70年代：小轉(zhuǎn)爐、側(cè)吹轉(zhuǎn)爐；高磷含量鐵水；目的：提高脫磷效率（早成渣，增加渣量）。近年來(lái)三明鋼廠試驗(yàn)采用MURC工藝：目的：促進(jìn)脫磷（厚板磷含量控制要求嚴(yán)）；未能解決倒渣量不足、倒渣含鐵珠量多的難題；報(bào)道很少。19首鋼轉(zhuǎn)爐“留渣+雙渣”工藝試驗(yàn)研究2010年開(kāi)始，在遷鋼五座210t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐和首秦公司三座100t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，對(duì)“留渣+雙渣”煉鋼工藝開(kāi)展試驗(yàn)研究；開(kāi)發(fā)了終渣快速固化、爐渣物性控制、高效脫磷、快速足量倒渣、吹煉穩(wěn)定控制、干法除塵與煤氣回收、“轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄”生產(chǎn)組織與周期匹配等關(guān)鍵技術(shù)；根據(jù)該工藝能夠大幅度減少煉鋼渣量的特點(diǎn)，命名為SGRS工藝（SlagGenerationReducedSteelmaking）。20SGRS工藝21出鋼留渣液態(tài)渣固化確認(rèn)固化裝入廢鋼脫碳階段中間倒渣脫磷階段裝入鐵水主要目的：降低石灰白云石消耗，減少渣量，綠色鋼鐵制造；大規(guī)模應(yīng)用（遷鋼、首秦）；不了解新日鐵MURC工藝技術(shù)細(xì)節(jié)，主要依靠自主開(kāi)發(fā)研究。與傳統(tǒng)“雙渣”、“留渣兌鐵”工藝不同與傳統(tǒng)“雙渣”工藝不同：“雙渣”工藝：主要目的：生產(chǎn)低磷鋼；石灰消耗和渣量多于常規(guī)單渣工藝。SGRS工藝：主要目的：降低石灰、鋼鐵料等消耗，減少渣量；石灰消耗和渣量少于常規(guī)單渣工藝。與傳統(tǒng)“留渣兌鐵”工藝不同：傳統(tǒng)留渣兌鐵：液態(tài)渣條件下兌鐵，安全隱患大。SGRS工藝：液態(tài)渣固化后兌鐵，無(wú)安全隱患。SGRS工藝應(yīng)用情況遷鋼和首秦公司采用SGRS工藝產(chǎn)鋼比率分別達(dá)到了79.1%和81.1%；噸鋼石灰消耗分別降低了47.3%和41.1%(遷鋼降低至22.0kg/t，首秦降低至37.2kg/t)；輕燒白云石消耗分別降低了55.2%和56.6%(遷鋼降低至8.0kg/t，首秦降低至8.2kg/t)；轉(zhuǎn)爐煉鋼渣量減少30%以上；鋼鐵料消耗分別降低了6.07kg/t和6.31kg/t。23技術(shù)難度：冶煉周期延長(zhǎng)(影響“轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄”工序間匹配；降低鋼產(chǎn)量）；難以快速、足量倒渣(爐內(nèi)渣量蓄積導(dǎo)致循環(huán)中斷；倒出爐渣含大量金屬鐵珠)；脫磷難度增大(初始渣P2O5含量高；國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐底吹弱)；過(guò)程控制精度降低(改為兩階段吹煉；爐內(nèi)渣量變化)；留渣裝鐵水存在安全隱患(所留爐渣-鐵水劇烈反應(yīng))。二、關(guān)鍵工藝技術(shù)24采用“留渣+雙渣”工藝，冶煉周期增加4~5min，產(chǎn)量是否因此降低？拉速是否降低？連澆爐數(shù)是否減少？新日鐵大分廠：縮短煉鋼輔助時(shí)間；增大轉(zhuǎn)爐容量至（320t380t）。對(duì)煉鋼產(chǎn)能影響？25脫磷階段采用1.3~1.5低堿度渣系(足量穩(wěn)定倒渣技術(shù))：渣中不熔物與粘度控制；爐渣合適泡沫化控制；快速倒渣。弱底攪、低堿度渣條件下高效脫磷工藝技術(shù)（脫磷階段）：低堿度渣(1.3~1.5)脫磷技術(shù)；低槍位、高供氧強(qiáng)度脫磷工藝技術(shù)。液態(tài)終渣快速固化技術(shù)：結(jié)合濺渣護(hù)爐對(duì)液渣快速冷卻技術(shù)；渣中殘余“RO”相快速固化技術(shù)。開(kāi)發(fā)關(guān)鍵工藝技術(shù)26高效快速煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)：脫磷階段高供氧強(qiáng)度吹煉工藝；快速倒渣技術(shù)；新煉鋼工藝下高效生產(chǎn)組織、調(diào)度技術(shù)?！傲粼?雙渣”煉鋼工藝過(guò)程控制模型：脫磷與脫碳階段爐渣控制模型；新煉鋼工藝熱平衡、氧平衡計(jì)算模型；動(dòng)態(tài)終點(diǎn)控制模型；新煉鋼工藝專家知識(shí)庫(kù)。脫磷階段煤氣回收與干法除塵防“泄爆”技術(shù)：脫磷階段煤氣回收技術(shù)；干法除塵防“泄爆”技術(shù)。開(kāi)發(fā)關(guān)鍵工藝技術(shù)271、脫磷階段低堿度渣系開(kāi)發(fā)與爐渣物性控制采用SGRS煉鋼工藝，脫磷階段結(jié)束后能否快速倒出足夠量爐渣具有非常重要的意義；如倒渣量不足：（1）爐內(nèi)渣量逐爐蓄積，堿度不斷增加，倒渣愈加困難，最后導(dǎo)致SGRS工藝無(wú)法接續(xù)，循環(huán)被迫停止；（2）爐渣流動(dòng)性逐爐變差，渣中裹入金屬鐵珠量大，鋼鐵料消耗增加；（3）倒渣增加冶煉時(shí)間，渣量波動(dòng)對(duì)吹煉過(guò)程控制穩(wěn)定性造成很大影響。遷鋼和首秦公司采用SGRS工藝后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里，遇到了脫磷階段倒渣量不足和渣中裹入鐵珠量大(15~20%)造成的嚴(yán)重困難。28倒渣量影響計(jì)算29210t轉(zhuǎn)爐鐵水[Si]：0.35%脫磷階段堿度：1.5脫碳階段堿度：3.5遷鋼在鐵水[Si]含量0.22-0.40%范圍，脫磷結(jié)束倒渣量應(yīng)達(dá)到6.0-12.5噸；首秦公司在鐵水[Si]在0.40-0.60%條件下，倒渣量應(yīng)達(dá)到4.0-8.0噸。爐渣流動(dòng)性控制能否快速倒出足量脫磷爐渣，主要取決于對(duì)爐渣流動(dòng)性的控制，為此必須做到：爐渣充分熔化，不含未溶石灰顆粒以及方鎂石(MgO)、2CaOSiO2等高熔點(diǎn)析出相；控制爐渣組成使其具有較低粘度值；采用較低槍位，加強(qiáng)攪拌促進(jìn)化渣；適當(dāng)提高脫磷階段溫度(對(duì)脫磷會(huì)造成一定不利影響)。3031CaO-SiO2-FeO系相圖CaO/SiO2：1.3CaO-SiO2-FeO系粘度32堿度：1.2左右；較低FeO含量下，較低爐渣粘度。堿度超過(guò)1.5，爐渣粘度急劇升高。脫磷爐渣堿度對(duì)倒渣量影響33嚴(yán)格控制MgO含量34210t轉(zhuǎn)爐脫磷階段熔池溫度對(duì)倒渣量影響35實(shí)際倒渣效果通過(guò)控制爐渣物性，基本解決了倒渣這一影響SGRS工藝穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵難題；遷鋼210t轉(zhuǎn)爐脫磷階段倒渣量在6.0~11.0t(鐵水[Si]含量變化影響)，倒渣時(shí)間在4.0~5.0min；首秦公司100t轉(zhuǎn)爐脫磷階段倒渣量在4.0~7.0t，倒渣時(shí)間在3.0~4.5min；脫磷渣“鐵珠”含量大幅度降低（<1.5%）。362、弱底攪、低堿度渣條件下高效脫磷技術(shù)采用SGRS工藝，脫磷階段難度增加：初渣中已含1.5%以上P2O5(上爐留渣所致)；為了快速足量倒渣，必須采用較低堿度渣系（1.3~1.5）。如脫磷階段不能夠充分脫磷，勢(shì)必加重脫碳階段脫磷負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成終點(diǎn)[P]不達(dá)標(biāo)而后吹、補(bǔ)吹；脫磷階段能否高效脫磷對(duì)SGRS工藝具有非常大的影響。37脫磷階段脫磷反應(yīng)機(jī)理金屬熔池內(nèi)部：a[O]為[C]所控制：溫度：1330~1380℃；[C]：3.3~4.5%；a[O]：0.0001~0.00015。熔池內(nèi)部脫磷反應(yīng)基本不能進(jìn)行。渣/鐵界面：可通過(guò)氧槍槍位、供氧速率等將渣中FetO控制在8~18%；脫磷反應(yīng)能夠進(jìn)行：

382[P]+5(FeO)=(P2O5)+5Fe脫磷階段脫磷反應(yīng)機(jī)理脫磷反應(yīng)機(jī)理：熔池內(nèi)部[P]向渣/鐵界面運(yùn)動(dòng)傳輸；在渣/鐵界面發(fā)生脫磷反應(yīng)：

2[P]+5(FeO)=(P2O5)+5Fe高效脫磷的關(guān)鍵：加強(qiáng)鐵液熔池?cái)嚢?，促進(jìn)熔池內(nèi)部[P]向渣/鐵界面?zhèn)鬏?；通過(guò)調(diào)整供氧或加入鐵礦石提高渣中FetO活度。39國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐底吹攪拌弱目前尚不得知新日鐵MURC工藝的底吹攪拌參數(shù)，但日本鋼廠轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理冶煉均采用強(qiáng)攪拌工藝(0.25~0.4Nm3/min/t)；國(guó)內(nèi)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底吹攪拌強(qiáng)度較低，遷鋼、首秦公司轉(zhuǎn)爐實(shí)際底吹強(qiáng)度在0.03~0.06Nm3/min/t。40住友和歌山鋼廠脫磷轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[P]41Fig.8.Therelationshipbetweenbasicityand[P]aftertreatmentT.Ueki,etal.,ToshiyukiUeki,etal.,9thChina-JapanSymposiumonScienceandTechnologyofIronandSteelMaking,2004,Chiba高效脫磷技術(shù)采用低槍位、高供氧強(qiáng)度吹煉，通過(guò)加強(qiáng)頂吹氧氣流對(duì)熔池?cái)嚢?，促進(jìn)[P]向渣/鐵界面?zhèn)鬏敚貉鯓屳^常規(guī)轉(zhuǎn)爐前期槍位降低100~200mm；供氧強(qiáng)度保持在3.0Nm3/min/t以上。增加鐵礦石加入量和加入批次，在加強(qiáng)熔池?cái)嚢柰瑫r(shí)使渣中含足夠FetO含量(9%以上)；采用添加小粒石灰，合理控制爐渣堿度和MgO合量(防止堿度、MgO含量過(guò)高)等方法，加快脫磷階段渣料熔化，促進(jìn)脫磷反應(yīng)。42氧槍槍位對(duì)脫磷階段[P]含量影響43爐渣FetO對(duì)脫磷階段[P]含量影響4445210t轉(zhuǎn)爐采用SGRS工藝不同階段[P]含量分布脫磷階段結(jié)束[P]降低至0.0293%，脫磷率平均為59.6%，超過(guò)了常規(guī)轉(zhuǎn)爐吹煉前期脫磷率;由于脫磷階段脫磷效率高，脫碳階段終點(diǎn)[P]最低可脫除至0.0060%，平均為0.0096%；能夠滿足除少數(shù)超低磷鋼種(如抗酸管線鋼)外絕大多數(shù)鋼種磷含量控制要求。3、液態(tài)終渣快速固化技術(shù)采用SGRS工藝，對(duì)爐內(nèi)所留的上爐液態(tài)渣必須加以固化，才能確保裝入鐵水時(shí)不發(fā)生激烈噴濺，引發(fā)重大安全事故；新日鐵對(duì)MURC工藝的報(bào)道提及到液渣固化問(wèn)題，但對(duì)技術(shù)細(xì)節(jié)未有介紹；日本的鋼廠不采用濺渣護(hù)爐工藝，新日鐵很可能采用了向爐內(nèi)加入多量石灰或直接用廢鋼冷卻固化爐渣的方法；本研究對(duì)加入多量石灰或利用廢鋼對(duì)液態(tài)渣固化的方法進(jìn)行了試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：如固化爐渣用石灰加入量多(包括白云石)，會(huì)造成脫磷階段爐渣堿度和MgO含量過(guò)高，導(dǎo)致倒渣困難；如通過(guò)裝入廢鋼對(duì)液態(tài)渣進(jìn)行冷卻固化，由于國(guó)內(nèi)廢鋼尺寸不均衡，會(huì)發(fā)生爐內(nèi)廢鋼“搭棚”情況(爐底液渣不能固化)，存在重大安全隱患。46SGRS工藝爐內(nèi)液渣快速固化技術(shù)出鋼結(jié)束后立即開(kāi)始濺渣護(hù)爐操作，將部分爐渣濺至爐襯表面直接固化；由于吹入大量氮?dú)猓瑺t底液態(tài)渣溫度快速下降，大量高熔點(diǎn)相由液態(tài)渣中析出(3CaOSiO2、2CaOSiO2等)，形成固態(tài)高熔點(diǎn)析出相與殘余“RO”液相共存的爐渣體系；濺渣結(jié)束后向爐內(nèi)加入少量石灰，如爐渣MgO低于目標(biāo)值，也可添加少量輕燒白云石；添加少量石灰和白云石的目的主要是與渣中殘余液態(tài)“RO”相作用，提高殘余液渣CaO、MgO含量而使其快速固化；加入石灰、白云石后，前后傾動(dòng)轉(zhuǎn)爐使加入的石灰、白云石與殘余液態(tài)渣快速混合。47固化處理后爐渣能譜面掃描分析48采用以上液態(tài)終渣快速固化技術(shù)后，絕大多數(shù)爐次爐渣固化操作

時(shí)間（包括濺渣護(hù)爐）控制在5.5min以內(nèi)；在采用SGRS工藝生產(chǎn)的6萬(wàn)多爐次中，未發(fā)生任何鐵水噴濺事故。4、SGRS工藝快速生產(chǎn)技術(shù)采用SGRS煉鋼工藝，增加了液態(tài)渣固化和脫磷階段結(jié)束倒渣操作，煉鋼時(shí)間因此增加5~6min；為了不降低煉鋼產(chǎn)能，影響“轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄”周期匹配，必須加快SGRS工藝過(guò)程；SGRS工藝快速生產(chǎn)技術(shù)主要包括：脫磷階段高供氧強(qiáng)度吹煉工藝；快速倒渣技術(shù)；SGRS煉鋼生產(chǎn)組織、調(diào)度技術(shù)。49脫磷階段高供氧強(qiáng)度吹煉工藝日本鋼鐵企業(yè)在轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理冶煉中采用較低供氧強(qiáng)度，脫磷轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)間控制在8min左右，以獲得良好脫磷效果；SGRS工藝脫磷階段采用高供氧強(qiáng)度吹煉工藝，氧槍噴頭、供氧強(qiáng)度均與常規(guī)轉(zhuǎn)爐相同(馬赫數(shù)2.0，供氧強(qiáng)度3.0~3.4Nm3/min/t）；為了減輕高速供氧對(duì)脫磷不利影響，開(kāi)發(fā)了“先低后高”氧槍槍位控制模式，以加強(qiáng)熔池?cái)嚢?、快速成渣。采用小粒石灰、分批多量加入鐵礦石等促進(jìn)化渣、有利于脫磷措施；脫磷階段時(shí)間縮短至4~5min范圍，轉(zhuǎn)爐煉鋼總供氧吹煉時(shí)間控制在15min以內(nèi)，與常規(guī)轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)間基本相當(dāng)。50快速倒渣技術(shù)采用“先低后高”氧槍槍位控制模式，在脫磷階段臨近結(jié)束時(shí)提高槍位，增加渣中表面活性組元FeO含量，提高爐渣泡沫化程度；研究開(kāi)發(fā)快速倒?fàn)t倒渣模式：倒渣開(kāi)始后一步即將爐體傾動(dòng)至75~80位置；保持3~5秒后，再緩慢搖爐至近乎水平位置。首秦公司對(duì)煉鋼平臺(tái)做了改動(dòng)，將平臺(tái)與爐口間隙增加至1400mm；為防止泡沫化爐渣從渣罐中溢出，開(kāi)發(fā)了以C+SiO2為主要成分的專用抑渣劑。采用以上快速倒渣技術(shù)后，脫磷階段結(jié)束后倒渣時(shí)間由SGRS工藝初期的5~6min縮短至4.5min左右。51“轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄”生產(chǎn)組織52轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐精煉爐鑄機(jī)精煉爐鑄機(jī)國(guó)內(nèi)某鋼廠轉(zhuǎn)爐作業(yè)時(shí)間53“轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄”生產(chǎn)組織54轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐精煉爐鑄機(jī)精煉爐鑄機(jī)轉(zhuǎn)爐“轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄”工序生產(chǎn)周期匹配縮短煉鋼輔助作業(yè)時(shí)間；對(duì)“轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄”生產(chǎn)進(jìn)行合理組織、調(diào)度：將轉(zhuǎn)爐補(bǔ)爐、設(shè)備維修等安排在連鑄澆次空隙時(shí)間；遷鋼4臺(tái)板坯鑄機(jī):澆鑄窄斷面鑄坯時(shí)，采用“單爐對(duì)單機(jī)”模式；澆鑄寬斷面鑄坯，采用“一座以上轉(zhuǎn)爐對(duì)一臺(tái)鑄機(jī)”模式。首秦公司3臺(tái)板坯鑄機(jī)：原來(lái)即存在轉(zhuǎn)爐容量偏小，必須采用3座轉(zhuǎn)爐對(duì)2臺(tái)鑄機(jī)模式。采用SGRS工藝后，繼續(xù)采用原生產(chǎn)組織模式。SGRS工藝總冶煉周期較常規(guī)轉(zhuǎn)爐多大約4min。5556遷鋼一煉鋼廠與首秦?zé)掍搹S的設(shè)備配置“3座轉(zhuǎn)爐-2座精煉爐-2臺(tái)鑄機(jī)”生產(chǎn)匹配模式3座轉(zhuǎn)爐能夠滿足兩臺(tái)鑄機(jī)供鋼，不影響拉速和連澆爐數(shù)，鋼產(chǎn)率沒(méi)有降低。57遷鋼二煉鋼廠設(shè)備配置“2座轉(zhuǎn)爐-2座精煉爐-2臺(tái)鑄機(jī)”生產(chǎn)匹配模式遷鋼二煉鋼廠主要生產(chǎn)窄斷面鑄坯，2座轉(zhuǎn)爐能夠滿足兩臺(tái)鑄機(jī)供鋼，不影響拉速和連澆爐數(shù)，鋼產(chǎn)率也沒(méi)有降低。遷鋼SGRS工藝連續(xù)生產(chǎn)“甘特圖”58SGRS工藝操作時(shí)間對(duì)比59常規(guī)轉(zhuǎn)爐時(shí)間SGRS工藝時(shí)間濺渣護(hù)爐3'12"濺渣護(hù)爐4'25"裝廢鋼1'29"裝廢鋼1'30"裝鐵水2'31"裝鐵水2'32"吹煉14'28"脫磷階段吹煉4'10"脫磷結(jié)束倒渣4'31"脫碳階段吹煉10'8"副槍測(cè)定56"副槍測(cè)定57"出鋼6'48"出鋼6'48"倒渣30"倒渣－其它8'29"其它7'21"總計(jì)38'23"總計(jì)42'22"5、SGRS煉鋼工藝數(shù)學(xué)模型在SGRS工藝試驗(yàn)研究初期，即高度重視工藝控制模型的研發(fā)工作；在渣罐車(chē)配置了稱量裝置，通過(guò)大量試驗(yàn)得到了影響爐內(nèi)渣量的經(jīng)驗(yàn)公式，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了SGRS工藝控制模型；模型已在實(shí)際生產(chǎn)中以離線模式運(yùn)行(指導(dǎo)操作)，吹煉終點(diǎn)控制一次成功率達(dá)到了90%左右；與首鋼自動(dòng)化信息技術(shù)公司合作，研究開(kāi)發(fā)SGRS煉鋼工藝全自動(dòng)控制系統(tǒng)，預(yù)計(jì)在一年內(nèi)可全面投入運(yùn)行。60工藝模型構(gòu)成脫磷階段爐渣控制模型脫碳階段爐渣控制模型SGRS工藝熱平衡、氧平衡計(jì)算模型動(dòng)態(tài)終點(diǎn)控制模型SGRS工藝專家知識(shí)庫(kù)61SGRS工藝模型控制界面62難點(diǎn)：爐內(nèi)渣量波動(dòng)63脫磷結(jié)束倒渣60%脫磷結(jié)束倒渣40%第二階段正常渣量： 12t（57kg/t）非正常爐次第二階段最大渣量： 18t（85.7kg/t）計(jì)算選用：爐渣比熱： 1250J/kg/℃鋼水比熱： 840J/kg/℃第二階段爐渣升溫： 13201680℃爐渣FetO含量：第一階段： 12%第二階段： 18%渣量波動(dòng)對(duì)終點(diǎn)溫度影響： -16.2℃渣量波動(dòng)對(duì)氧氣用量影響： +0.36Nm3/t爐內(nèi)渣量波動(dòng)造成影響646、脫磷階段煤氣回收與干法除塵防“泄爆”技術(shù)采用SGRS工藝，脫磷階段吹煉時(shí)間在4.5min左右，由于必須保證煤氣安全回收所需要的“前燒期”和“后燒期”，如采用常規(guī)轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝，脫磷階段煤氣回收時(shí)間很短；尚不知新日鐵MURC工藝在脫磷階段是否回收煤氣，但日本的鋼鐵廠在轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷預(yù)處理時(shí)（吹煉時(shí)間8min左右），不回收煤氣；為了進(jìn)一步提高SGRS工藝經(jīng)濟(jì)效益，首秦公司開(kāi)發(fā)了SGRS工藝脫磷階段煤氣回收技術(shù)。65脫磷階段回收煤氣技術(shù)縮短“后燒期”時(shí)間：轉(zhuǎn)爐煙氣從爐口運(yùn)行至煤氣換向閥需要20~30s時(shí)間，為了多回收煤氣，將后燒期時(shí)間從60s減少至30s，增加了30s回收煤氣的時(shí)間。取消延遲響應(yīng)時(shí)間：轉(zhuǎn)爐煤氣成分達(dá)標(biāo)后，延時(shí)30s后才開(kāi)始回收煤氣。通過(guò)大量分析發(fā)現(xiàn)煤氣CO濃度達(dá)標(biāo)后，其含量總是呈上升趨勢(shì)。據(jù)此取消了回收煤氣延遲響應(yīng)30s規(guī)定，增加了煤氣回收時(shí)間。三通閥、水逆閥控制操作：為了保證SGRS工藝增加煤氣時(shí)間后的安全性，對(duì)脫磷階段煤氣管路三通閥、水逆閥控制做了更嚴(yán)格規(guī)定。66首秦公司實(shí)現(xiàn)了SGRS工藝脫磷階段回收煤氣目標(biāo)，脫磷階段煤氣回收時(shí)間平均為1.86min，可多回收14.9m3/t煤氣。干法除塵防“泄爆”技術(shù)遷鋼二煉鋼廠采用干法除塵，采用SGRS工藝后遇到以下困難：脫磷階段開(kāi)吹時(shí)，由于熔池表面渣層厚，容易引起點(diǎn)火滯后而發(fā)生“泄爆”；脫磷階段結(jié)束時(shí)爐氣CO含量高，提槍后易發(fā)生“泄爆”報(bào)警；脫碳階段開(kāi)吹后立即生成大量CO易造成系統(tǒng)“泄爆”，因此必須降低氧氣流量以控制爐氣量；脫碳階段開(kāi)始時(shí)已有較厚渣層，采用低流量供氧容易發(fā)生點(diǎn)火不暢，大量O2進(jìn)入管路造成“泄爆”；脫碳階段由于渣料加入量減少，爐氣溫度升高，易發(fā)生蒸發(fā)冷卻器出口溫度報(bào)警而提槍的故障。67干法除塵防“泄爆”技術(shù)開(kāi)發(fā)了蒸發(fā)冷卻器事故噴水模式程序，實(shí)現(xiàn)了二次下槍蒸發(fā)冷卻器噴水自動(dòng)控制，消除了蒸發(fā)冷卻器出口溫度高報(bào)警；延長(zhǎng)蒸發(fā)冷卻器氮?dú)獯祾邥r(shí)間，解決了脫磷階段提槍后易形成爆炸性混合氣體問(wèn)題；氧氣流量閥開(kāi)度由30%調(diào)整為35%，解決開(kāi)吹點(diǎn)火不暢問(wèn)題；氧槍開(kāi)氧點(diǎn)槍位由15.5m降低至13.73m；脫磷階段供氧速率由700Nm3/min調(diào)整為吹煉1~3min時(shí)為700Nm