轉(zhuǎn)爐低鐵耗下冶煉工藝探討

林文澤

廣西鋼鐵集團(tuán)有限公司 廣西防城港 538000

金屬資源是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中極為重要的一類應(yīng)用資源。從金屬資源的生產(chǎn)過程進(jìn)行分析，其在生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生了大量的環(huán)境污染及能耗問題，因此在轉(zhuǎn)爐煉鋼冶金生產(chǎn)中，關(guān)于環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，引起了廣泛性的關(guān)注。

1 我國轉(zhuǎn)爐煉鋼低鐵耗下造成了很高的能耗輸出

隨著煉鋼行業(yè)的不斷發(fā)展，人們使用鋼鐵建造了大量的挖掘工具，增加了我國能源的供給能力，但煉鋼產(chǎn)量的不斷增加也需要這些能源給予支持。從1992年開始，我國能源的消耗速度要大于能源的生產(chǎn)速度，并且呈逐年上升的態(tài)勢，目前消耗的能源多為不可再生的能源，高能耗輸出也對我國能源資源帶來了極大的挑戰(zhàn)。

在冶煉過程中，需要對鐵礦進(jìn)行高溫加熱，這就需要燃燒大量的化石燃料，以保證高爐達(dá)到一定的溫度，這些化石燃料在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的硫化以及氮化氣體，并伴隨有二氧化碳?xì)怏w等廢氣排出，或是在燃燒過程中一些礦物質(zhì)粉塵也會被排放到大氣中，造成空氣的污染。冶煉屬于高污染行業(yè)，且有些黑心工廠，為了尋求更大的經(jīng)濟(jì)利益讓這些廢氣在未經(jīng)處理的情況下，排放到大氣中，進(jìn)一步對大氣環(huán)境造成污染。就必須制定相關(guān)節(jié)能減排策略，通過一系列的限制措施，來緩解當(dāng)前的生產(chǎn)局面，并最終通過遵循冶煉技術(shù)的生產(chǎn)工藝，來革新冶煉工藝，實(shí)現(xiàn)我國對多種能源進(jìn)行合理綜合利用的同時(shí)達(dá)成節(jié)能減排目標(biāo)，并實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。

2 轉(zhuǎn)爐低鐵耗下冶煉工藝措施

2.1 循環(huán)運(yùn)用熱量

為了更好的改進(jìn)金屬冶煉的流程，需要充分利用冶煉進(jìn)程中熱量循環(huán)，這也是企業(yè)當(dāng)前重點(diǎn)研究的方向。國內(nèi)部分企業(yè)針對當(dāng)前這方面已經(jīng)取得了初步性成效，并且在不斷的實(shí)踐過程中取得了諸多豐富的經(jīng)驗(yàn)。在金屬冶煉過程中，其余熱主要囊括了兩個(gè)方面的內(nèi)容：其一，當(dāng)充分進(jìn)行燃燒后，煙氣熱量方面的回收，它的溫度在350℃左右；其二，爐渣余熱回收，其溫度是比較高的，大致是1000℃，為節(jié)能降耗關(guān)鍵的組成成分，這部分熱交換進(jìn)行熱量的回收已經(jīng)比較成熟的應(yīng)用。煙氣部分的熱量能夠在冶煉之前，將鐵礦石實(shí)施預(yù)先進(jìn)行加熱處理，進(jìn)一步充分利用能源，最大限度的減少能源方面的浪費(fèi)，使其達(dá)到可持續(xù)發(fā)展提出的要求。

2.2 落實(shí)資源回收技術(shù)

從產(chǎn)生能耗及污染的途徑進(jìn)行分析，落實(shí)資源回收技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，為冶煉環(huán)保與節(jié)能技術(shù)實(shí)施中的主要舉措。其中關(guān)于資源回收技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，主要內(nèi)容為粉塵資源的回收應(yīng)用，煙道氣中的脫硝處理、脫硫處理，以及硝、硫資源的回收系統(tǒng)建立應(yīng)用。其中粉塵資源的回收，生產(chǎn)企業(yè)可在生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)建設(shè)大型的通風(fēng)系統(tǒng)，并在通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，安裝過濾裝置以及存儲裝置，以此進(jìn)行生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)的粉塵資源回收?；厥兆鳂I(yè)中根據(jù)傳感系統(tǒng)，定期進(jìn)行粉塵回收裝置中粉塵資源的回收，之后基于粉塵的主要成分，可應(yīng)用濕法分離技術(shù)，進(jìn)行粉塵資源的分離及應(yīng)用。另外，關(guān)于煙道氣中的脫銷處理以及脫硫處理應(yīng)用，生產(chǎn)企業(yè)可基于煙道系統(tǒng)，安裝煙道氣的資源回收系統(tǒng)，通過濕法分離或干法分離的方式，進(jìn)行煙道氣中的硫組分以及硝組分分離回收。之后結(jié)合回收資源量，進(jìn)行統(tǒng)一的處理及應(yīng)用，以此降低資源損失，同時(shí)達(dá)到拓展企業(yè)收益渠道，降低冶煉生產(chǎn)成本的目的[2]。

2.3 低鐵耗下吹煉控制

①低鐵耗下槍位控制。高鐵耗下吹煉過程不易控制，容易發(fā)生噴濺、出鋼量不足和爐襯沖刷的問題，同時(shí)對煉鋼也會產(chǎn)生不利影響。根據(jù)低鐵耗下不同時(shí)期的特點(diǎn)，制定出了相應(yīng)的槍位控制技術(shù)。整體槍位為“低-高-低”模式：吹煉前期采用低槍位高氧壓，快速脫硅，配加提溫劑，延時(shí)加料100s，加強(qiáng)攪拌促使熔池快速升溫；吹煉中期提高槍位，氧壓調(diào)整到正常氧壓，防止鐵塊熔化熔池溫度急劇上升碳氧反應(yīng)劇烈造成返干噴濺；吹煉中后期逐步降低槍位，加強(qiáng)攪拌，抑制泡沫渣噴濺，保證廢鋼完全融化。②優(yōu)化后期底吹參數(shù)。由于廢鋼加入較多，廢鋼堆積密度大，表面溫度傳遞慢，容易造成吹煉終點(diǎn)部分廢鋼不化，出鋼量不足，出鋼溫度低，甚至黏爐襯，為了解決這一問題，提高轉(zhuǎn)爐底吹后期供氣強(qiáng)度，將冶煉后期的供氣強(qiáng)度由原來的0.03m3/（t·min）提高到0.08m3/（t·min），加速了熔池?cái)嚢枘芰?，促進(jìn)了廢鋼完全熔化，并且達(dá)到了降低了轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)氧含量的目的。

2.4 爐內(nèi)溫度控制

在低鐵耗條件下，由于鐵水裝入量較少、冷料占比較大，導(dǎo)致冶煉前期溫升速度較慢，不利于保障良好的成渣效果，因此需勻速加入少量輕燒白云石，避免因前期升溫過慢導(dǎo)致熔池內(nèi)含有大量FeO而產(chǎn)生低溫泡沫噴濺問題，待碳火焰起來后再勻速加入適量石灰。應(yīng)注重將吹煉前期與中后期的加料量控制在2：1左右，其原因包含以下兩方面：其一是爐內(nèi)冷料偏多，在中期爐內(nèi)廢鋼熔化致使脫碳反應(yīng)釋放的熱量被抵消，倘若加料量過大、速度過快，將導(dǎo)致其溫度迅速下降，爐渣內(nèi)的FeO含量升高，進(jìn)而在后期溫度上升時(shí)引發(fā)噴濺問題；其二是受中期爐內(nèi)溫度的影響，生鐵、廢鋼熔化量較少，待溫度增至1470℃時(shí)其熔化速度才能加快，需利用爐內(nèi)渣料起到抑制溫差的作用，控制溫度上升速度，并且在后期廢鋼熔化時(shí)需適當(dāng)提高槍位，以此控制脫碳反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)對爐內(nèi)溫升速度的有效調(diào)節(jié)[3]。

3 結(jié)語

在低鐵耗條件下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比可以有效增加鋼產(chǎn)量、降低噸鋼能耗，既有助于提高鋼廠生產(chǎn)效益，還能夠大幅減少環(huán)境污染。對此鋼廠還需結(jié)合自身轉(zhuǎn)爐設(shè)備配置情況與生產(chǎn)工藝技術(shù)水平，綜合運(yùn)用鐵礦冶煉等工藝手段，進(jìn)一步促進(jìn)鋼廠綜合效益的顯著提升。