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高炉炼铁几个问题的解析(一)

时间:2017-01-24 16:50来源:北京科技大学冶金与生态工程学院钢冶系 作者:王筱留 祁成林 点击:
  • 摘要:本文主要是对高炉炼铁近期比较热点的四个问题进行系统的解析,分别是高炉终渣中MgO/Al2O3、操作上的中心加焦、高炉喷吹煤粉及其限制性环节、高风温措施。得出以下结论:1)以国内目前的冶炼系统状况,MgO/Al2O3宜远在0.55±0.05,具体要根据冶炼条件来选定;2)中心加焦技术适用于中国大部分高炉,并且国外浦项,蒂森公司都采用中心加焦,并且燃料比都低于我国大型高炉。而并不是所有高炉都需要中心加焦,若焦炭质量很好,平均粒度>50mm,有稳定和较合适的中心气流,即保证倒V型软熔带,又能使炉缸活跃,就不必中心加焦。3)关于煤粉的喷吹,笔者提倡经济喷煤量,计算风口前煤粉燃烧率;4)本文对高风温的诸多措施加以详述,并且提出限制性环节及解决措施。

     

    关键词:高炉炼铁,炉渣,中小加焦,喷煤,高风温

     

    1. MgO/Al2O3对高炉冶炼的影响

    由初渣到终渣转变过程也影响煤气流分布和炉缸热状态。如果转变过程中渣的流动性过好,很好进入炉缸,滴落过程中没有很好的被加热,则进入炉缸后,需要吸收很多高温热量加热,增加风口前燃烧的炭量,将使焦比升高。另一方面,会造成炉凉,严重时出现炉缸堆积甚至冻结。如果转变过程特慢,过分黏稠,则在滴落带滞留时间过长,则又影响滴落带的透气性和透液性。因为煤气穿过滴落带时通过减少,阻力增大会影响顺行。造成前者是矿石在块状带内还原不好,大量FeOMnO等进入渣中造成,后者则是炉料结构不合理,高碱度烧结矿和酸性料没能在造渣中充分发挥互补作用,即综合炉料的熔滴性能过差。这两方面都要在精料工作上下功夫。

    具有保证渣铁分离、炉缸热状态和生铁质量的重要功能,使终渣具有良好的化学和物理性能来完成其功能是操作者的责任,确定终渣的原则是:

    1) 黏度  1500 0.3~0.4 Pa·S (3~4)

             1400<1 Pa·S10泊)

    2)熔化性温度—粘度转折点温度≤1300~1350

    3)炉渣开始结晶温度—1500

    4)三元碱度(CaO+MgO)/SiO2=1.50±0.05

    +0.05适用于低二元碱度—0.05适用于高二元碱度);

    5)良好的稳定性温度波动±25  成分波动=±0.1(有得提±0.5)物理性能(主要是黏度)稳定;

    6)易于结渣皮;

    7)具有良好的脱硫性能 硫负荷<51g/t  LS 25~30

    硫负荷>51g/t  LS 30~50

    关于终渣,它的组成和相应性能对生铁质量和炉缸热状态起着重要作用。对生铁质量来说是发挥脱硫,生铁冶炼作用。对炉缸热状态来说,炉渣具有一定的熔化性温度,在高炉炉缸中由煤气和焦炭加热并过热到适宜于炉缸热状态的温度,保证炉缸具有足够高的温度,渣铁到达炉缸前,高温煤气可以加热它们,但它们进入炉缸后,焦炭浸埋在其中,将它们与高温煤气隔离。炉渣和铁水靠高温煤气加热后的焦炭来提供加热,正常生产的高炉的一般性规律是t=0.75tt=t-150~200)℃,t=t-200~250)℃。

    因此在要求生产高温铁水的生铁时,将炉渣的熔化性温度选高一点,而不要求很高温铁水时,则选低点。在生产中当理论燃烧温度一定时,铁水温度低于上述规律,则显示出炉缸内热交换差,炉缸不活跃的征兆。

    在造渣制度上,当今的热门话题:高炉渣中MgO的含量问题,也是常说的MgO/Al2O3比。在我国大部分高炉,高Al2O3渣中MgO含量高的达到11%,低的7%。自从韩国浦项高炉的炉渣中MgO含量降到4.5%左右,进入中国后,部分厂家和一些教授对此进行了研究,发表了许多文章,总的是要降低Al2O3炉渣中的MgO,从而降低渣量,也就降低燃料比。

    作者认为讨论这个问题至少要遵循二条原则:第一、在中国高炉炼铁现在的冶炼条件下选择MgO/Al2O3比要保持炉渣的稳定性,即在冶炼条件等波动造成的炉渣碱度波动和炉缸热状态波动时,炉渣仍能保持较好的性能,不造成炉况失常。第二、要完全发挥MgO在炉渣中的作用,即MgO在脱硫和排碱中的有氧作用。

    1 MgO/Al2O3对炉渣粘度的影响(引用东北大学沈峰满老师资料图)

     

    (责任编辑:zgltw)
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