馬寧,李超,于海歧,尹宏軍,王富亮,趙自鑫,陳晨
(鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司,遼寧 營口115007)
鐵水預處理脫硫工藝為目前煉鋼生產中最常見的工藝,其主要產物之一是脫硫過程中產生的脫硫渣。由于其具有一定的粘性,扒渣過程中會裹挾一定量的鐵形成脫硫渣鐵,被攜帶到渣罐中。脫硫渣鐵中硫含量非常高,如果進入轉爐會導致嚴重回硫,加重LF精煉脫硫負擔,增加LF處理時間和成本。但脫硫渣鐵中鐵含量達到50%左右,具有很高的利用價值。向轉爐中加入脫硫渣鐵,一方面可以替代廢鋼,降低轉爐煉鋼的生產成本;另一方面可以減少脫硫渣鐵外排對生態(tài)環(huán)境的污染。因此,很多煉鋼廠都在研究脫硫渣鐵資源回收再利用的課題,遷鋼煉鋼廠轉爐冶煉采用脫硫渣鐵,每爐加入8 t左右。鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司煉鋼部(以下簡稱“煉鋼部”)采用鈣鎂混合噴吹脫硫工藝,鐵水不進行脫硫處理,根據(jù)鋼種成品硫含量的不同要求,轉爐冶煉采用分級加入脫硫渣鐵的方式,并且充分利用氬站渣洗脫硫,降低了LF進站硫含量,減輕了LF精煉脫硫的負擔,既有效地利用脫硫渣鐵,又降低了生產成本,取得了較好的效果。
煉鋼生產工藝路線為:轉爐冶煉→LF精煉(或LF+RH)→連鑄。使用脫硫渣鐵相關的設備參數(shù)見表1。
表1 相關設備參數(shù)Table 1 Parameters of Relevant Equipment
煉鋼區(qū)域:由轉爐區(qū)域根據(jù)鋼種及精煉位(LF或LF+RH)組織分級加入脫硫渣鐵。煉鋼廢鋼區(qū)域準備好脫硫渣鐵數(shù)量及槽號。根據(jù)成品硫含量的不同要求,脫硫渣鐵加入標準見表2。
表2 脫硫渣鐵加入標準Table 2 Standard for Adding Desulfurized Slag Iron
根據(jù)生產實踐統(tǒng)計的數(shù)據(jù),轉爐按照脫硫渣鐵收得率為70%左右控制裝入量和計算出鋼量;脫硫渣鐵降溫系數(shù)按1.5計算(8~9℃/t)。加脫硫渣鐵爐次不得進行其它特殊脫氧操作,保證氬站Als含量在一定范圍。根據(jù)終點硫含量加入石灰小粒,使頂渣堿度保持在合理范圍,同時保證鋼包吹氬時間和強度,提高渣洗脫硫率。
鋼包整備:為了減輕高硫罐對罐內回硫造成的影響,原則上要求同一鋼水罐供給同鋼種、同精煉位爐次使用。確保鋼包吹氬管路無漏氣,保證透氣磚的整備效果,實現(xiàn)整個過程吹氬良好。
LF精煉:鋼水進站后,根據(jù)轉爐氬站溫度對鋼水進行升溫操作。升溫結束進行脫硫,根據(jù)氬站硫含量確定石灰加入量,也可根據(jù)脫硫情況進行調整。脫硫操作過程中,確認LF頂渣改質狀態(tài),跟據(jù)改質情況調整鋁線段或鋁粉的加入量。
RH精煉:需要采用RH的鋼種,由于LF加入大量渣料導致渣厚,所以RH頂升過程中必須確認浸入深度,以防止吸渣。
自2019年10月31日至2019年11月26日,加入脫硫渣鐵82爐,共計使用768.86 t,冶煉鋼種包括Q235B、AH32等。統(tǒng)計脫硫渣鐵對轉爐回硫、成品硫含量和LF處理周期的影響見表3。
表3 脫硫渣鐵對轉爐回硫、成品硫含量和LF處理周期的影響Table 3 Effect of Desulfurized Slag Iron on Resulfurization in Converter,Sulfur Content in Finished Products and Treatment Cycle by LF
由表3可知,每噸脫硫渣鐵爐內回硫量為0.001%左右(轉爐吹煉過程具備一定的脫硫能力,加入脫硫渣鐵爐次未考慮轉爐脫硫)。隨著脫硫渣鐵使用量的增加,轉爐終點硫含量隨之增加,但成品硫含量控制在0.010%以內,表明根據(jù)脫硫渣鐵分級加入標準操作,成品硫含量滿足了要求;雖然LF處理周期隨著脫硫渣鐵使用量的增加而增長,但由于連鑄澆鑄周期為45 min,所以并不會影響生產節(jié)奏的控制。采用氬站渣洗脫硫工藝一定程度上緩解了LF脫硫壓力。
脫硫渣鐵對生產成本的影響見表4。由表4可知,使用脫硫渣鐵后,LF熔劑用量增加1 kg/t,熔劑成本增加1元/t;鋁耗增加0.21 kg/t,鋁成本增加2.9元/t。脫硫渣鐵相比普通廢鋼收得率低,所以鋼鐵料成本增加9.2 kg/t,但是由于脫硫渣鐵價格僅為500元/t,因此鋼鐵料成本降低48元/t。計算綜合成本降低44元/t。
表4 脫硫渣鐵對生產成本的影響Table 4 Effect of Desulfurized Slag Iron on Production Cost
鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司煉鋼部根據(jù)鋼種成品硫含量的不同要求,采取了轉爐冶煉過程中分級加入脫硫渣鐵,氬站充分脫硫的措施,結果每噸脫硫渣鐵爐內回硫量控制約為0.001%,加入脫硫渣鐵爐次成品硫含量控制在0.010%以內,減少了脫硫渣鐵外排對生態(tài)環(huán)境的污染,綜合成本降低了44元/t。