LF熱態精煉渣循環再利用試驗分析

于學文

（山鋼股份萊蕪分公司 運營管理部，山東 萊蕪271104）

試驗研究

LF熱態精煉渣循環再利用試驗分析

于學文

（山鋼股份萊蕪分公司 運營管理部，山東 萊蕪271104）

為降低生產成本，山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業部進行了熱態精煉渣循環利用試驗，循環利用兩次，精煉出鋼后將精煉渣扒出1/2至電爐鋼包中，熱渣回爐爐次電爐出鋼過程低碳鋼加300 kg石灰，不加調渣劑；中高碳鋼加150 kg石灰，150 kg調渣劑，其他精煉工藝不變，試驗的生產過程平穩順行，節奏允許。分析表明，熱渣回爐爐次精煉渣樣成分、堿度等性能滿足鋼種質量要求，能夠保證精煉鋼水的脫硫要求，噸鋼可降低成本10.65元。

熱態精煉渣；循環利用；成本

1 前言

鋼鐵工業爐渣的處理和利用是環境治理和保護的重要部分，是綠色制造、循環經濟的生態工業工程發展的要求。特別是在鋼鐵行業遭受了前所未有的困境的情況下，如何通過降低過程消耗，減輕成本壓力，提高產品盈利空間，是鋼鐵企業面臨的巨大挑戰。目前爐渣的綜合利用包括生產鋼渣水泥、用作燒結熔劑和高爐煉鐵熔劑等。理論與其他兄弟單位的試驗實踐表明，LF熱態精煉渣在其脫硫率、吸附夾雜物、埋弧發泡等綜合性能等方面均可以滿足鋼種的質量及LF提溫等方面的要求。為此，本研究對LF熱態精煉渣進行循環利用試驗和生產實際應用，以減少煉鋼過程的造渣材料消耗，減少爐渣外排，特別是回收精煉鋼水進VD前扒渣過程損失的鋼水，提高鋼水收得率，提高企業效益。

2 試驗的合理性

山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業部目前是“EAF-LF-VD-CC”四位一體的單工位流程，4個鋼包在線熱循環，鋼水進VD前要扒出1/2～1/3的渣量，在生產節奏上完全可以滿足要求。由于用過的LF熱態精煉渣仍具有一定的硫容量和較高的堿度、溫度及吸附夾雜物的能力，在循環利用的過程中可以快速成渣，減少電爐出鋼過程因化渣產生的溫降，加速出鋼合金化的過程，同時熱態下使用時節能潛力巨大。目前我國部分鋼廠也已經開始LF精煉渣的返回使用，效果較好[1-2]。從國內外關于LF精煉渣循環利用的效果看，開展LF熱態精煉渣的循環應用試驗具有可行性、合理性。

2.1 對鋼水脫硫的影響

爐渣脫除鋼液中硫的能力可以用渣一鋼硫容量來表征，其值可以根據下列渣一鋼的平衡反應來測定，定義出硫容量[3]：

通過其他鋼廠對循環爐次精煉渣的硫容量、曼內斯曼指數的計算發現，精煉渣循環3次以內對鋼水脫硫的影響不大。隨著精煉渣循環次數的增加，渣中Al2O3的濃度提高，精煉渣的曼內斯曼指數減小，脫硫速率降低[4]。鑒于山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業部煉鋼精煉渣的實際成分、特點，為保證爐渣的綜合性能，要求熱渣循環利用兩次。

2.2 對生產成本的影響

熱態精煉渣的循環利用，充分利用了熱態精煉渣的殘余熱量，減少了LF造渣料的消耗，降低了電爐出鋼溫度，提高了LF精煉爐供電初期電弧的穩定性和熱效率，節約了電能和電極消耗，降低了LF精煉后扒渣過程的鋼水損失，提高了鋼水收得率和渣盆的使用壽命，降低了生產成本。

2.3 與生產現狀的匹配情況

對于“50 t EAF-50 t LF-60 t VD-CC”四位一體的短流程煉鋼生產線，通過提高整個過程的“準點一體化”操作，確保電爐出鋼早于或同步于LF精煉出鋼，合理組織、調配天車的使用，使LF精煉出鋼約50%的精煉渣扒到電爐出鋼的鋼包中，完全可以滿足生產節奏的要求。

3 試驗情況

熱態精煉渣循環利用試驗時間為2014年11月，為保證生產節奏的順行，首先于生產節奏較慢的小方坯上進行了試驗，鋼種涉及到除G55SiMoVA、DF20CrMnTi、25CrMoTi等有特殊要求鋼種外的大部分鋼種，試驗確定熱態精煉渣循環利用兩次，精煉出鋼后將精煉渣扒出1/2至電爐鋼包中，熱渣回爐爐次電爐出鋼過程低碳鋼只加300 kg石灰，不加調渣劑；中高碳鋼加150 kg石灰，150 kg調渣劑，其他精煉工藝不變。

第1爐精煉渣正常加入，精煉完第1爐后由天車吊起，將約50%渣量倒入第2爐鋼包中；精煉完第2爐后由天車吊起，繼續將50%的渣量倒入第3爐鋼包中；第3爐精煉完后，扒出30%的渣量后調入VD真空處理；將回爐爐次的精煉渣按低碳鋼、中高碳鋼標準進行相應的調整，3爐為1個循環。對氧含量、硫含量及性能要求嚴格的鋼種暫不進行精煉熱渣回爐操作。電爐鋼包通過小方坯試驗成功后，同樣在大方坯上進行了成功推廣，整個生產過程平穩、順行，節奏允許。

4 試驗結果與分析

4.1 回爐爐次精煉渣樣成分

在隨機抽取的回爐爐次的精煉渣樣中，以20CrMnTiH子鋼號、42CrMoA渣樣結果分別代表低碳鋼、中高碳鋼，其渣樣化驗結果見表1。

表1 回爐爐次精煉渣樣成分

由表1可知，由于隨著爐渣中CaO含量的升高、SiO2含量的降低和爐渣溫度的上升，渣一鋼的硫容量有上升的趨勢；但隨著Al2O3含量的升高，硫容量會有所降低。從熱態精煉渣循環利用過程各組分的變化情況看，爐渣堿度及成分可滿足相應鋼種的精煉要求；經檢驗，回爐爐次鋼種的成分、氧含量、夾雜物級別等綜合性能均滿足質量要求。

4.2 保證脫硫效果

回爐爐次與正常爐次鋼液中脫硫率的比較如表2所示。由表2可以看出，使用熱態精煉渣的回爐爐次20CrMnTi和42CrMoA鋼的平均脫硫率分別為41.2%和63.6%，正常爐次的平均脫硫率分別為44.4%和66.7%，使用熱態精煉渣的回爐爐次與正常爐次的相比，脫硫率降低較少，表明試驗工藝能夠保證精煉鋼水的脫硫效果。

表2 回爐爐次與正常爐次脫硫率對比

4.3 提高鋼水收得率

自采取熱態精煉渣循環利用以來，由于約60%爐次的鋼水均實現了熱態精煉渣循環利用操作，杜絕了由于扒渣導致的鋼水、合金損失，平均每爐出鋼量約提高了0.6 t，有效提高了鋼水收得率。

4.4 降低生產成本

自采取熱態精煉渣循環利用以來，精煉造渣料由原來的300 kg石灰+300 kg調渣劑調整為低碳鋼只加300 kg石灰（回爐爐次），中高碳鋼加150 kg石灰+150 kg調渣劑（回爐爐次）。統計了1111爐的材料消耗，其中熱態精煉渣循環利用638爐，熱態精煉渣的循環利用率達到了57%，共計節約石灰42.630 t，調渣劑約150 t，減少了造渣料的消耗，降低了由于電爐出鋼化渣產生的溫降，提高了鋼水收得率，延長了精煉渣盆的使用壽命。以石灰價格405元/t、調渣劑價格為1196.58元/t、成材與廢鋼價格差1000元/t計算，試驗噸鋼平均降低成本10.65元/t。

5 結論

山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業部生產試驗表明，在熱態精煉渣循環利用不影響正常生產的情況下，同時可以達到以下效果：1）回爐爐次精煉渣樣成分、堿度等性能滿足鋼種質量要求；2）熱態精煉渣的循環利用工藝能夠保證精煉鋼水的脫硫要求；3）熱態精煉渣回爐爐次鋼水量可提高0.6 t/爐；4）熱態精煉渣的循環利用率達到了57%；5）因熱渣循環利用噸鋼可節約成本10.65元。

[1] 解養國，丁曉明，胡玉暢，等.LF爐熱態鋼渣循環利用技術的應用[J].安徽冶金，2006（4）：27-29.

[2] 丁廣友，徐志榮，史翠薇，等.LF熱態鋼渣循環再利用技術的開發與應用[J].煉鋼，2006，22（4）：12-15.

[3] 張鑒.爐外精煉的理論與實踐[M].北京：冶金工業出版社，1996：150-154．

[4]李國宏，莫文海.LF精煉爐熱態鋼渣循環利用 [J].冶金叢刊，2009（4）：16-18.

信息園地

山鋼萊鋼焦化廠打出廢水治理“組合拳”

2017年初以來，山鋼萊鋼焦化廠充分利用和改進現有環保設施，完善焦化廢水處理工藝，減少廢水產生量，提高廢水處理標準，確保焦化廢水全部得到循環利用。目前，該廠焦化廢水出水COD（化學需氧量）降至80mg/L左右，達到國內領先水平。

化產工序是焦化廢水產生的主要環節。為減少這一環節的廢水產生，該廠實施了設備改造，優化了清污分流方案，回收利用蒸汽冷凝水和泵頭冷卻水，降低污水產生量。針對苯精制分離過程用水多的問題，該廠優化廢水轉化技術，積極推行廢水串級利用。為杜絕循環水管道“跑冒滴漏”的問題，該廠對腐蝕嚴重、存在隱患的管道進行更換和包焊作業，重點對化產區域隱埋在地下并腐蝕嚴重的槽罐實施上移改造，并對集水池做二次防滲處理，有效杜絕了滲漏現象的發生。

針對焦化生化處理系統存在的問題，該廠在完成1號生化池深度處理改造的基礎上，積極推進2號生化池深度處理改造，提高生化系統的處理能力，確保水質達標。

（摘自《中國冶金報》）

Test Analysis on Hot State LF Refining Slag Recycling

YU Xuewen
（The Operations Management Department of Laiwu Branch of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271104,China）

In order to reduce the production cost,the experiment on the recycling of hot refining slag has been carried out in the special steel division of Laiwu branch.Recycling twice,the slag after refining the steel will be pulled out 1/2 to furnace refining slag ladle,300 kg lime without slag agent was added to the hot slag heat during tapping process for lower carbon steel.150 kg lime and 150 kg slag were added for themedium and high carbon steel,refining process is unchanged for other steels.The test production process smoothly and smoothly,it can conform to the production rhythm.The analysis shows that the properties of the secondary refining slag and the alkalinity of the furnace are satisfied with the quality of the steel,which can ensure the desulphurization of the refined steel water,and the 10.65 Yuan cost per ton can be reduced.

hot refining slag;re-utilization;cost

TF769.2

A

1004-4620（2017）04-0034-02

2017-03-15

于學文，男，1982年生，2007年畢業于內蒙古科技大學冶金工程專業。現為山鋼股份萊蕪分公司運營管理部工程師，從事鋼鐵主業的固定資產投資管理及技改技措項目建設等工作。