pm3-降低炼钢全流程钢铁料消耗工艺研究

降低炼钢全流程钢铁料消耗工艺研究攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司目录•1背景•2钢铁料消耗控制现状及主要因素•3降低脱硫提钒铁损•4降低转炉炼钢终渣TFe含量•5降低连铸钢铁料消耗•6全流程钢铁料消耗降低效果•7结论背景钢铁料消耗是炼钢厂一项重要的综合性技术经济指标。由于钢铁料消耗成本占整个炼钢厂成本的70％以上，降低钢铁料消耗，意味着原料投入减少，成本和能耗降低，具有明显的经济效益。背景目前国内外降低钢铁料消耗采用的主要措施是：(1)推行全面精料炼钢，铁水预处理后供给转炉；(2)转炉冶炼方面：改善吹炼工艺、少渣炼钢、挡渣出钢、提高转炉炉龄；(3)提高连铸比，控制中间包钢水残余量，减少断浇，提高连铸炉数，降低铸损等。年国内主要钢铁企业转炉工序钢铁料和合金消耗。企业酒钢安钢鞍钢杭钢攀钢承钢宝钢武钢消耗情况(kg/t钢)1054.6106410691069.610721075.510761083排名12345678钢铁料消耗控制现状及主要因素铁水脱硫工序钢铁料消耗影响因素攀钢铁水高[S]、低[Si]、低温，以及Ti、V元素的存在，导致脱硫反应动力学条件不好，不利于脱硫反应。攀钢含钒钛铁水脱硫铁损较高，达到3.7%左右（国内同类企业在2.3%以下）。钢铁料消耗控制现状及主要因素影响脱硫铁损的主要有三方面：⑴脱硫过程喷溅较大；⑵脱硫渣中TFe含量较高（脱硫渣TFe含量为45%左右）；⑶扒渣铁损较高。钢铁料消耗控制现状及主要因素铁水提钒工序钢铁料消耗影响因素铁水提钒时吹损和钒渣带铁是钢铁料消耗的主要因素。提钒转炉钒渣TFe含量为27.8%。提钒钢铁料消耗主要表现为：⑴现提钒工艺难以适应不同铁水条件的变化；⑵钒渣TFe含量较高，钢铁料消耗增加。钢铁料消耗控制现状及主要因素转炉炼钢工序钢铁料消耗影响因素①热源不足，半钢[C]低，且Si、Mn元素均为微量；②炼钢过程炼造渣速度慢，化渣不透；③深吹较多（17%），终渣TFe含量偏高；④钢水终点碳含量低，终渣TFe含量高（2008年为21%）。钢铁料消耗控制现状及主要因素连铸工序钢铁料消耗影响因素连铸钢铁料消耗连铸坯的切头、切尾中间包更换的接头铸坯火焰切割产生的割缝等中间包和大包余水降低脱硫提钒铁损化学成份/%温度/℃[C][Si][P][S][V][Ti]4.53.9～4.80.160.05～0.200.0700.06～0.090.0580.05～0.120.2950.20～0.330.200.08～0.2312801240～1350铁水[S]较高，为0.058%；铁水温度1280℃，比国内同行业普通铁水温度（1330℃～1350℃）低50℃～70℃。铁水条件脱硫剂进行改进：项目CaO/%TMg/%MAl/%Na2O/%S/%P/%发气量/L·kg-1原M4≥70≥4.0≤0.18≤0.1≥18改进后镁高效复合≥652.0～3.02.0～3.2≤0.18≤0.1≥20原AD≥55≥1.5≤0.18≤0.1≥50改进后的复合脱硫剂≥702.0～3.2≤0.18≤0.1≥60降低脱硫提钒铁损典型试验效果（数据：40罐）注：分子—平均值，分母—波动范围。项目脱后[S]/%喷吹时间/min·罐-1脱硫剂单耗/kg·(tFe)-1喷吹速度/kg·min-1脱硫效率/%铁损/%试验0.00810.001～0.02820.112.6～30.98.405.28～12.8557.243～70.485.253.8～98.83.56原M40.01040.001～0.04122.113～33.19.465.56～13.562.444～73.383.034.9～98.53.72原AD0.01190.002～0.05224.713.8～34.610.15.7～14.365.440.3～11780.523.4～98.03.69水分/%烧减量/%＜1mm比例/%改进前≥38.0≥20.0≤2.0≤15.0≥85改进后≥50.0≥15.0≤2.0≤15.0≥90降低脱硫提钒铁损脱硫渣调渣剂优化前、后效果对比项目TFe/%MFe/%样本数/罐改进调渣剂后（高效钙基）29.6923.577改进调渣剂前（高效钙基）38.0232.848改进调渣剂后（高效镁基）41.2234.508改进调渣剂前（高效镁基）43.7836.985提钒复吹控制曲线降低脱硫提钒铁损提钒复吹以流量调节模式控制复吹压力：0.3～1.2MPa，单管复吹流量调节范围：30～200m3/h，旁通支管流量30m3/h。应用复吹提钒技术复吹钒提钒试验效果项目半钢[C]/%半钢[V]/%炉样钒渣V2O5/%炉样钒渣TFe/%钒氧化率/%样本数/罐新复吹提钒3.933.17～4.140.0360.018～0.07217.0210.37～23.3526.3418.29～34.9887.878.2～92.51803原复吹提钒3.733.27～4.350.0420.003～0.1115.7112.0～20.428.5418.2～34.585.772.0～93.51305降低脱硫提钒铁损对钒渣渣态进行调整降低脱硫提钒铁损碳质调渣剂加入制度[Si]/%0.180.18-0.21≥0.21加入量/kg不加250300无烟煤对钒渣调渣效果样品名称TFe/%钒渣品位/%样本数/罐调渣前27.2815.3223调渣后26.1515.7546脱硫提钒铁损/%5.395.210.18钒渣TFe和脱硫提钒铁损对比[C]/%a[O]/ppmLBEa[O]=24.98+8.23/[C]-196.54ln[C]r=0.924n=164终点钢水碳含量与氧活度的关系终点[C]/%终渣TFe/%LBE-4对数(LBE-4)终点钢水碳含量与终渣TFe关系降低转炉炼钢终渣TFe含量终点钢水碳含量控制目标：0.05%～0.07%降低转炉炼钢终渣TFe含量提高终点钢水[C]前后终渣TFe含量对比项目终点[C]/%终渣TFe/%样本数/炉提高终点[C]前0.0440.02～0.06421.0818.38～26.5740提高终点[C]后0.0580.045～0.08519.2717.26～24.3440注：分子—平均值，分母—波动范围。含量应用炼钢转炉复吹技术有复吹和无复吹条件下终点钢水情况对比项目终点钢水[C]/%钢水氧活度/10-6[C]%·[O]%终渣TFe/%样本数/炉无复吹0.0410.03～0.05726.3520.9～11140.00290.0022～0.004222.1719.54～23.3636有复吹0.0430.03～0.05623.3327.4～8610.00270.0019～0.003320.4818.36～22.4935注：分子—平均值，分母—波动范围。（FeO）+SiC固=（SiO2）+{CO}+3[Fe]……………………式（1）4（FeO）+SiC固=（SiO2）+{CO2}+4[Fe]……………………式（2）加入终渣调整剂后，其中的SiC与渣中的FeO发生氧化还原反应，将FeO还原为Fe进入到钢液中，达到降低渣中TFe含量的目的。（2）终渣调整剂调渣前、后渣样成分项目CaO/%SiO2/%TFe/%MgO/%碱度（CaO/SiO2）样本数/炉调渣前42.3931.92～49.5710.187.73～12.4921.8419.0～25.3411.849.6～13.774.113.34～5.3416调渣后42.1832.04～54.5110.227.18～12.1821.0317.28～24.8912.5510.2～16.034.073.42～5.716注：分子—平均值，分母—波动范围。降低转炉炼钢终渣TFe含量⑴终渣调整剂调渣方式转炉出钢前根据炉渣状况加入500～1000kg终渣调整剂进行调渣，并在转炉零位停留2～3min直接出钢。降低连铸钢铁料消耗降低连铸钢铁料消耗主要技术措施浸入式水口快速更换技术，提高单中包连浇炉数，降低中包残余钢水量。加强铸机流道质量的监控。采用优化定尺切割技术。强化切头、切尾处理，减少废品量。严格控制钢水成分。加强生产过程中设备故障的处理。连浇炉数与中包残钢量对比降低连铸钢铁料消耗项目试验对比差值单中包连浇炉数（炉/包次）13.2212.250.97中包残钢量（kg/t钢）5.125.80.68脱硫提钒转炉炼钢钢水连铸炼钢全流程钢铁料消耗/kg•(t钢)-1对比试验结论（1）通过优化铁水脱硫工艺、脱硫调渣工艺，应用复吹提钒技术工艺以及调整钒渣渣态，有效降低了钒渣TFe含量和脱硫提钒铁损，脱硫提钒铁损由5.39%降低到5.21%，降低了0.18%。（2）转炉炼钢提高终点钢水碳含量、应用复吹技术、调整终渣渣态后，转炉终渣TFe含量由21%降低到19.47%，较对比的降低了1.53%。（3）连铸工序采用“定尺切割、降低每浇次中间包残钢量，以及浸入式水口快速更换技术”等技术措施，单中包连浇炉数提高了0.97炉/包次，同时，中包残钢量降低0.68kg/t钢。（4）通过对攀钢炼钢各工序工艺进行优化攻关，钢铁料消耗降低显著，炼钢全流程钢铁料消耗控制为1145.45kg/t钢，较对比降低3.2kg/t钢。谢谢!