首秦100t氧气转炉“留渣双渣”炼钢工艺实践.ppt

首秦100t氧气转炉 留渣 双渣 炼钢工艺实践 秦登平 朱志远 危尚好 吕延春 杨建平 2013年 高效低成本生产洁净钢的实践 高级研讨会 汇报提纲 首秦金属材料有限公司概要工艺现状与技术开发背景液态终渣快速固化SGRS高效脱磷技术炉渣的连续循环控制脱磷期结束倒渣控制研究SGRS对炉衬的影响SGRS快速生产技术的应用SGRS转炉双渣煤气的回收技术应用SGRS工艺应用效果 首秦金属材料有限公司概要 首秦金属材料有限公司概要 3座铁水预处理 颗粒镁脱硫 脱后硫命中率95 以上 3座100吨顶底复吹转炉配备烟气分析 副枪出钢下渣检测系统能够实现一键式炼钢炉外精炼LF精炼3座 1座双工位RH真空炉 首秦金属材料有限公司概要 厚板坯连铸机3座1 150 250 1400 1800mm2 150 320 1800 2400mm3 250 400 1600 2400mm先进技术 液面自动控制 自动浇钢 动态软压下 动态配水 大包下渣自动检测 二级3D动态配水 倒角结晶器技术 首秦金属材料有限公司概要 首秦公司为首钢 专 强 宽 厚 精品宽厚板生产基地 产品覆盖造船及海洋平台用钢 管线钢 桥梁钢 容器板 工程机械用钢 高建钢 储罐钢 水电钢 特厚板 耐磨钢等十二大类共计460个牌号 其中船板 管线 低合金等产品比例超过65 首秦金属材料有限公司概要 品种钢结构及磷含量控制水平 首秦公司工艺路线 首秦金属材料有限公司概要 首秦SGRS完成比例 2011年3月开始推广时按照白班炉座连续3炉 后逐渐向四班放开 目前稳定在80 以上 2010年转炉炼钢主要采用单渣和双渣工艺 对于低磷钢采用双渣工艺 首秦现状与技术开发背景 SGRS转炉炼钢工艺流程 首秦公司SGRS工艺流程 氧气转炉 留渣 双渣 工艺 能够显著降低转炉辅料消耗和转炉炼钢渣量的特点 首钢总公司称该工艺SGRS转炉炼钢工艺 SGRS SlagGenerationReducedSteelmaking SGRS转炉炼钢工艺示意图 主要包括以下核心控制环节 溅渣护炉时 液态终渣固化工艺研究 人工对液态终渣固化状态的再次确认 保持双渣期间脱磷率大于50 脱磷期高效脱磷技术 脱磷期结束快速足量倒渣 结束后倒出60 的高P2O5含量的脱磷渣 进入脱碳阶段普通工艺吹炼 出钢结束后 将本炉终渣全部留入下一炉使用并以此循环使用 SGRS工艺开发主要内容 液态终渣快速固化脱磷期高效脱磷脱磷期结束倒渣炉渣连续循环控制SGRS对炉衬的影响SGRS快速生产技术的应用SGRS转炉双渣煤气的回收技术应用 SGRS工艺开发初期面临主要问题 脱磷期脱磷不充分 达不到50 半钢倒渣量不足 仅为30 造成连续循环不起来半钢渣中带金属铁明显 留渣操作 炉渣固化 安全兑铁生产顺行 周期满足正常生产需求石灰消耗量较常规工艺吨钢降低40 石灰与轻烧总消耗较常规工艺降低40 钢铁料消耗较常规工艺降低6 0kg t满足产品需要 转炉终点磷含量低于0 012 首秦SGRS工艺开发目标 液态终渣快速固化与安全兑铁炉渣的组分控制改质剂 石灰 改质剂 的加入量改质剂石灰 改质剂 的组成控制安全管理每炉确认制 先确认炉渣固化无液态渣 再进行兑铁 已100 实现安全兑铁 液态终渣快速固化 SGRS脱磷期枪位与目标 SGRS脱磷期枪位与供氧控制 开吹枪位常规工艺低100 200mm 主要基于化好过程渣 加强炉内动力学条件 使脱磷期脱磷率大于50 碳含量大于2 8 为脱碳期提供足够的热量 底吹按照最大流量控制0 06Nm3 t min 首秦SGRS高效脱磷技术 脱磷阶段供氧强度提高较常规工艺提高0 3Nm3 min t 在脱磷阶段分批次加入矿石 调节炉渣的FetO含量在10 15 脱磷结束碳含量2 8 3 5 温度控制在1380 1420 之间 核心 脱磷阶段充分脱磷 减轻脱碳阶段脱磷负担 快速倒出高P2O5含量的脱磷渣 首秦SGRS高效脱磷技术 首秦SGRS高效脱磷技术 SGRS转炉炼钢工艺生产过程钢水磷质量分数和炉渣P2O5质量分数 脱磷期结束磷质量分数为0 020 0 028 平均为0 024 脱磷阶段脱磷率为55 75 平均为69 6 脱磷炉渣中P2O5质量分数在1 9 2 5 之间 平均为2 30 转炉终点磷质量分数能够控制在0 004 0 018 满足了相应钢种冶炼要求 脱磷期石灰加入量大 容易造成石灰熔化不充分 造成石灰浪费 所有石灰改在脱碳期加入 炉渣的连续循环控制 脱磷期渣量多 可被循环利用的脱碳渣渣量小 炉渣的连续循环控制 脱磷期渣量少 可被循环利用的脱碳渣渣量大 炉渣的连续循环控制 炉渣的连续循环控制 结论 通过对炉料加入模式的优化 在相同倒渣量 总石灰加入量相同的条件下 提高脱碳期石灰加入量 有利于提高脱磷期倒渣率 提高脱碳渣的循环利用 炉渣的连续循环控制水平 脱磷阶段倒渣量在4 0 7 0t 铁水 Si 含量变化影响 倒渣时间控制在4 0 5 0min 连续循环3炉以上比例达到56 最高循环7炉 炉渣的连续循环控制 转炉炉口距离挡火门距离较近 满足不了快速倒渣的需要 改造前3 转炉炉口距挡火门距离95mm 双渣时 脱磷结束倒渣直接冲涮平台上和L板上 设备改造结合倒渣工艺优化 脱磷期结束倒渣控制研究 倒渣时间增加到一定程度后 倒渣量增加不再显著 脱磷期结束倒渣控制研究 采用SGRS工艺开发的炉渣物性控制技术 炉渣的碱度控制在1 2 1 6 MgO含量控制在 10 脱磷期结束倒渣控制研究 石灰消耗在吨钢35kg左右时 脱磷期结束倒渣量在7吨左右 连续循环可以持续稳定进行 脱碳期结束留渣量在12吨左右 脱磷期结束倒渣控制研究 SGRS对炉衬的影响 SGRS对炉衬的影响 首秦转炉炉龄经济炉龄为6500炉 炉龄控制方针按照7400炉 SGRS工艺比例逐渐提高 转炉炉况 炉龄没有出现异常 31 SGRS对炉衬的影响 采用SGRS转炉炼钢工艺初期 炼钢时间增加4 6min 主要以下工作 脱磷阶段高供氧强度吹炼 控制合适脱磷吹炼时间快速倒渣技术 缩短0 28 摇炉方式平台改造SGRS炼钢生产组织协调缩短2 17 缩短辅助时间合理组织生产SGRS转炉炼钢工艺生产周期平均为37 53 比常规工艺35 00 延长2 53 在冶炼周期增加的情况下 实现了采用该工艺后转炉钢产量并没有降低 SGRS快速生产技术的应用 采用3吹2 5的方式进行组织冶炼 总体讲转炉周期略有富余 与常规工艺相比 冶炼周期增加在脱磷期结束倒渣环节 冶炼周期初期增加 4 6min SGRS周期控制在38分钟即对整体组织冶炼来讲 转炉环节对周期以及炉机匹配影响不大 SGRS快速生产技术的应用 SGRS工艺条件下的转炉煤气发生规律 脱磷期转炉煤气发生特点持续时间短 整体CO浓度偏低 与常规工艺的区别吹炼末期CO下降速率加快 整体吹炼持续时间短 脱碳期转炉煤气发生特点持续时间较长 整体热值较高 与常规工艺的区别吹炼前期CO浓度上升快 波动小整体回收条件变好 SGRS转炉双渣煤气的回收技术应用 脱磷期回收需要满足的条件吹炼持续时间 3 5min 脱磷期前期煤气发生规律与常规工艺下基本相同 吹炼平均到2 5min开始回收 保证阀门组的回收 放散动作和后烧期时间 吹炼3 5min前满足回收条件 脱磷期持续时间在4 6min 回收过程中 吹炼不满4 5min时 提罩或提枪前必须通知OG主控 通知完30秒后再提枪 脱磷期回收工艺 CO浓度 30 O2 1 5 下枪吹炼 2分钟 达标时间 3 5分钟 氧枪下枪吹炼 氧枪在开氧点以下 罩裙低位 SGRS转炉双渣煤气的回收技术应用 脱碳期回收工艺技术优化 前期达标即回收 CO 30 O2 1 5 无时间和延时限制 回收末期控制条件与常规冶炼工艺相同 脱碳期吹炼前期转炉煤气发生特点 前期CO浓度上升很快 且波动小O2浓度下降速率较快 稳定 SGRS转炉煤气的回收技术应用 SGRS工艺条件下的转炉煤气回收优化方案 SGRS转炉煤气的回收技术应用 普通工艺 平均每炉回收煤气10 06分钟 满足回收条件情况下 CO平均含量为51 61 SGRS工艺合计煤气回收时间9 23分钟 较常规工艺少0 83分钟 SGRS转炉煤气的回收技术应用 与普通工艺副原料消耗相比 采用SGRS工艺 石灰消耗降低30 2kg t 降幅48 48 轻烧白云石消耗降低13 3kg t 降幅70 钢铁料消耗降低8 25kg t钢 SGRS工艺应用效果 渣量的确定 铁水称量实测渣量 使用普通石灰 铁水Si含量在0 50 左右 SGRS工艺渣量75kg t 普通工艺渣量108kg t SGRS工艺比普通工艺降低33kg t 降低比例31 4 渣量的确定 理论计算渣量 使用普通活性石灰 铁水Si含量在0 50 左右 SGRS工艺渣量70 80kg t 普通工艺渣量100 120kg t SGRS工艺比普通工艺降低35kg t 降低比例31 8 SGRS工艺应用效果 渣量的降低和Tfe含量的变化合计钢铁料消耗降低8 25kg t钢 SGRS转炉终点磷含量控制 上表所示转炉终点控制 磷含量控制在0 011 0 013 之间 脱磷率在81 85 左右 与常规工艺相比 转炉终点磷含量控制水平基本相当 SGRS转炉炼钢工艺生产的炉数全量比例为81 5 还得了以下成果 由于上炉终渣炉渣循环再利用 可以大幅度减少炼钢石灰 轻烧白云石 渣料消耗 炼钢终点炉渣通常含14 30 F