炼铁专业论文

1、安徽冶金科技职业学院2008级冶金技术专业学年论文 安 徽 冶 金 科 技 职 业 学 院毕 业 论 文低硅生铁冶炼学生姓名 曹 瑞 专业名称 冶 金 技 术 班级名称 冶 金 一 班 指导教师 李 士 玲 2010年 12 月 浅谈高炉低硅生铁冶炼的措施曹 瑞摘要：冶炼低硅生铁是增铁节焦的一项技术措施。炼钢采用低硅铁水可减少渣量和铁耗，缩短冶炼时间，获得显著的经济效益。因此如何降低生铁中硅的含量县的尤为重要。本文对高炉内降低硅含量的措施（控制硅源，控制低落带高度，增加炉缸中的氧化性）分析硅还原机理着手进行探讨分析。关键词：碱度 高炉冶炼 铁水含硅量 绪论： 随着近年来炼钢技术的发展，生铁中的

2、硅作为发热剂的作用早已不很重要，为了满足无渣或步渣炼钢的需要，缩短炼钢时间，炼钢生铁的含硅量逐渐降低。同时，低硅生铁对于铁水炉外预处理(脱磷、脱硫等)有利。另外，冶炼低硅生铁对降低焦比和提高产量也是很有益的， 经验表明，生铁中硅每降低01 ，焦比降低4-7kgt铁。现代高炉都以降低能耗为操作指导方针，非常重视降低生铁含硅量，现在西欧各国拟定冶炼平均含硅量03 以下的生铁，并有继续降低这一指标的趋向。日本某些高炉冶炼的生铁含硅量已低于02 ，而我国先进企业，如首钢，生铁含硅约0304 ，杭钢生铁硅可达0203 柳锶1994年、1995年生铁含硅分别为069 和064 ，与先进指标相比有较大差距。

3、所以降低生铁的含硅量对冶金行业有着重要的发展意义及良好的经济效益!1 低硅生铁冶炼的意义 随着科学技术和社会经济的发展，要求冶金行业提供的是更多的优质的钢材，相应地对钢中的S、P等有害元素的限制也就更加严格。低硅生铁冶炼技术是高炉生产的一项先进冶炼技术，是生铁铁降耗的重要途径之一，是高炉冶炼发展的趋势。对于炼钢来说，低硅炼钢生铁可实现无渣或少渣冶炼，缩短炼钢时间，降低能耗和费用。 国内外先进高炉的炼钢生铁含硅量近来均显著降低。如日本水岛2# 高炉1984年、6月生铁硅平均为018，福山2# 高炉(2828)为015。我国的首钢和杭钢的炼钢生铁Si年平均达030，攀钢1998年生铁Si平均为0，

4、18。可见，水钢的低硅生铁冶炼水平还落后于国内、国外的先进水平，我们必须迎头赶上，才能在当前的市场竞争中站住脚根。2国内外低硅铁冶炼水平2.1国外情况日本是研究低硅铁冶炼技术最早的国家。日本在低硅冶炼机理研究以及操作技术均处于领先地位。日本高炉贴水Si含量已由20世纪70年代的0.5%0.6%水平降低至0.3%0.4%左右，并且部分高炉降低至0.15%0.25%左右。例如1984年4月福山3号高炉月平均Si含量为0.2%，而且生铁含S仅为0.019%。欧洲一些国家生铁Si含量也在降低。德国汉堡厂4号高炉生铁Si含量有1979年的0.39%降低到1980年112月的0.29%。法国索尔梅，瑞典S

5、SAB，等厂高炉追求低硅冶炼，铁水Si含量0.28%0.4%。 北美国家的高炉铁水Si含量稍高一些，但近年来也有所降低。例如美国铁水含Si水平在20世纪80年代前后大体在0.8%左右，近年来也在不断降低，但是与日本相比，仍有较大差距。2.2国内情况 我国从1979年开始推广冶炼低硅低硫生铁的先进经验，重点企业高炉生铁Si含量逐年降低。例如，1978年8月我国重点冶金企业铁水水平均Si含量为076%，1982年6月为0.62%，1984年9月为0.54%。其中，马钢、杭钢、唐钢等厂高炉一般Si含量维持在0.30%0.50%左右。目前，我国大型钢铁厂如宝钢在1999年已降至0.30%0.33%左右

6、。首钢、武钢、鞍钢等厂大高炉分别在0.4%，0.50%，0.6%左右。其他一些厂大体也在此水平左右，与国外先进高炉相比尚有0.2%左右的差距。3造渣制度与低硅冶炼的关系低硅生铁对炉渣性质的要求，一是粘度低；二是脱流能力强；三是控制硅的还原。在保证顺行的基础上必须适当提高炉渣碱度，它不仅抑制 S i O2还原反应 ,而且能够提高炉渣脱硫能力和熔化温度有利于保持充足的炉缸温度。二元碱度( CaO S i O2 ) 控制在 1.051.1 5之间， 三元碱度( ( C a O +Mg O) S i O 2 ) 控制在 13 01 .3 5之间，渣中高含量的 C a O主要 为了脱硫,提高熔化温度保持

7、炉缸充分的物理热量，降低二氧化硅的活度d以控制挥发量,同时还有间接脱硅的作用,而 Mg O除了有上述类似作用 之外，主要在二元碱度较高条件下,可以改变炉渣的流动性与稳定性 ，以利于炉况稳顺。3.1渣碱度与生铁含硅的关系 保持适当高的渣碱度既是控制低硅防止钛过还原的主导因素，又是在低硅钛操作炉温相对较抵和渣中含有17%±Ti O2，15%±AI2O3，等不利情况下完成脱硫重任的根本。钛渣冶炼主要是用高碱度控制硅还原而达到抑制钛还原的目的 ( Ti ) 一( S i) 关系见后边热制度部份。当然Ti O2；在渣中呈弱酸性， 提高渣度能降低T i O2的活度，也可抑制钛还原Ca

8、OSiO2与【Si】【Ti】的关系见表1表1 CaOSiO2与【Si】【Ti】 的关系N n R按CaOSiO2分组范围【Si】 【Ti】1 81.216 1.211.25 0.315 0.3332171.274 1.261.25 0.316 0.3713291.334 1.311.35 0.283 0.3184441.38 1.351.40 0.258 0.3095491.43 1.411.45 0.227 0.2886481.475 1.461.50 0.225 03043.2渣中MgO与生铁含硅关系 MgO在液态渣中同样可以提供游离的碱性氧化物，有类似于CaO的作用，可以控制硅的还原。此

9、外，脉石中Mg O含量上升会使其熔滴温度上升，对抵制Si O2, 生成有利，Mg O还会降低炉渣对焦碳的润湿性，使渣间接触面积减少，这些都能起到抑制硅还原的作用 。 MgO在钛渣中更有其特殊的作用，可稀释炉渣降低钛渣物理粘度，提高初渣稳定性和渣铁水温度，进而提高钛渣脱硫效率起到降硅作用MgO对钛渣脱硫的影响（见图1），总之 ，一切有利于脱硫 的因素，都对降硅有益。 图1 MgO对钛渣脱硫的影响4低硅生铁含硅量与炉温的关系4.1炉温的准确概念我国高炉工作者衡量铁水温度的高低，即炉温的标志，有两种表示方法。化学热：一般铁水中含有Fe以外的五大元素为C、Si、Mn、P、S。人们常以Si含量的高低来衡

10、量铁水温度的高低，并确定其位炉缸热制度的主要参数。由于是以一个化学元素来衡量铁水温度高低，故称其位化学热法。物理热：常以铁水实际温度来衡量炉温，习惯上称为铁水物理热。有的咕噜采用连续测温仪测试，有的高炉采用快速测温偷或红外测温仪测试，国外高炉大部分采用物理热的概念。根据Fe-C相图，铁水的融化与凝固只与物理温度有关，而与铁水【Si】含量高低丝毫无关。一次采用物理热概念能准确地表征铁水温度变化状态，所以是比较科学的。高炉降硅过程是个降温的过程。低硅生铁冶炼时也不例外, 其炉缸热量也显得紧张但只要改善和稳定原燃料质量尤其是高温性能, 选择适当的高炉操作制度特别是造渣制度和冶炼方法, 改善煤气能利用

11、使焦比降低, 在稳定炉温的基础上逐步降硅, 则高炉能够获得低硅高温低硫铁水, 保证炉缸温度和炉缸工作正常当然做到这些难度很大, 技术和管理水平要求很高因此, 低硅操作与低炉温操作是有紧密联系但又有所区别, 二者并不等同低硅生铁冶炼的成功关锭扰在于通过上述的技术措施能够使炉缸具有较好的和稳定的热状态,在降硅的同时能使铁水温度不致降低甚而有所提高。国内外低硅生铁的( S i ) 及T p比较见表2表2 国内外低硅生铁的( S i ) 及T p比较项 目 杭 钢马钢首 钢武 钢 日 本南朝鲜光阳厂1号高炉君津4号高炉水岛2号高炉Si,%<0.30.20.32-0.600.44-0.520.21

12、-0.60038-0.40 0.300.30-0.35Tp,1360-138013501380-14201460-14801460-1490 15201480-1490 15005 合理的煤气流分布合理的煤气流分布，是保持良好炉缸工作的重要条件， 困为良好的炉缸工作，即整个炉缸沿圆周和截面温度分布台理、热量充足、工作话跃，它首先取决于初始气流沿炉缸径向和圆周台理均匀的分布。活跃中心，开放中心气流、消除死角，可抑制钛还原，同时边缘气流减弱、炉墙热负荷减轻，既有利于保护炉体又有助于吹透中心，加强炉缸反应，提高脱硫效果。6采取措施6.1 稳定炉料成分改善焦炭质量提高焦 炭反应后强度 原料的混匀， 过

13、筛后人炉料含粉率小于 5 mm不大于5 是冶炼低硅操作的可靠基础， 焦炭质量的稳定， 特别是低 S 、 低灰分的焦炭和喷吹煤是它的有力保证。焦炭的机械强度和粒度组成影响下部高温料柱透气性。高炉下部高温区以固体状态存在的只有焦炭，它承受着上部料柱的巨大压力，如果焦炭反应后强度不高 ，在重压下会碎裂成粉未，不仅恶化料柱的透气性，而且焦未进入渣中使炉渣粘稠，引起高炉炉况难行。6.2采用适当炉料批重。抑制边缘与疏通的装料制度炉料的一个相对固定的位置形成堆角， 滚向边缘与中心，当矿石批重过小时，炉喉 中心将布不到矿石，批重越大，矿石在炉喉 的分布越均匀，有利于煤气利用的改善。但扩大矿石批重是有限度的，它

14、的限制因素是 高炉顺行与煤气能量的利用。矿石和焦炭 在炉喉平面各点的比例是影响煤气流分布的重要因素。只有保持边缘、中心各点适当的比例和中心与边缘矿层的合理差别才能达到煤气流的合理分布。当矿批增大到炉 喉平面，边缘与中心的矿、焦比例差别小到一定限度时，不仅会破坏煤气流的合理分布 ，还会随矿石加厚 ，煤气上升阻力增大，破坏高炉顺行，引起崩料、悬料。 63适当降低软熔带位置和最佳的炉料结构。炉料结构是指人炉料的品位、品种及高温冶金性能的合理配比。软熔性能要高一点，要有合适的筛分组成，低温粉化率要低，含Fe品位要高。适当降低软熔带就是减少滴落带高，因为生铁中的硅量是通过上升的CO2气体与滴落铁水中Si

15、 作用而还原，可减少铁中碳与SiO2气体接触的机会。有利于降低生铁含硅量。高炉内软熔带见图2图2高炉低落带示意图64高炉工长精心操作，及时调节。保持炉况稳定顺行 保持炉况稳定顺行是冶炼低硅生铁的基本前提 ，是重中之重，只有保证了炉况的稳顺，才能稳定控制铁水含硅量在 0 4 左 右， 由于对 s i s 的含量与标准偏差要求十分严格，炉缸热量处于十分紧张接近平衡状态，必须精心操作，时刻注意炉内变化，及时进行调节。 65加强对风口、冷却壁的检查力度。风口，冷却壁破损如不及时检查出来，就会把冷却水流入炉内，造成炉缸炉温 急剧下降，就会引起炉凉事故的发生，因此 必须加大对风口、冷却壁的检查力度，杜绝

16、高炉冷却水不进入炉内。 66采用低硅烧结技术。 进一步降低烧结矿SiO2含量按照 2003年配矿方案中各矿种要求的 T F e 、 S i O ： 含量控制进厂原料 的 T F e下限、S i O 含量上限，分堆堆放 ，均匀配加，避免急剧波动。烧结中和采取合理的堆高层数及变起点定终点，端部料处理工艺，尽量加大一次品种配加数量，各种堆配 比平稳过度，稳定中和料中T F e 、SiO2含量。 67提高炉顶压力 提高炉顶压力，不利于SiO2还原反应，有利于降低生铁硅量。根据炼铁厂目前高 炉炉顶设备现状，尽量提高炉顶压力。 七 结语：（1）冶炼低硅生铁的增铁节焦效益显著。（2）低硅生铁冶炼原理是还原与氧化反应的结合， 即抑制SiO2的还原，发展Si你的氧化。（3）精料