鐵水預處理技術的創新與實踐

  首鋼國際工程公司擁有多項鐵水脫磷、脫硫扒渣專利技術,能夠結合客戶的個性化需求,提供煉鋼廠房內、高爐鐵水溝、鐵水運輸線、鐵水倒罐站等多個不同位置進行鐵水預處理方案,實現生產流程順捷、減少設備投資、節能環保的目標。目前,這些技術已經成功應用在首鋼、承鋼、山東宏達、宣鋼、邢鋼、江蘇申特、唐山建龍等工程中,應用效果良好,得到用戶一致好評。

  鐵水罐噴吹“三脫工藝”的自主創新

  鐵水罐噴吹“三脫”(脫硫、脫硅、脫磷)技術起源于日本,該項技術一直被日本公司所壟斷,首鋼國際工程公司通過自主創新研究,最終實現該項技術的國產化并成功應用,成為首鋼國際工程公司自主研發的優勢技術,同規模工程投資僅為引進國外技術和設備的1/2—1/3,“三脫”效果良好,尤其脫磷效果達到國際先進水平,終點[P]穩定在<0.007%;該技術還能通過調整操作工藝,將鐵水終點[Mn]降低到0.05%—0.10%之間,為開發低錳鋼種提供優質鐵水。

  技術特點。低凈空鐵水罐低溫鐵水脫磷工藝;采用可調喉口閥門控制脫硫劑噴吹速度,實現精確、連續噴吹流量調節;采用動態壓差噴吹控制技術,實現穩定噴吹操作;采用雙噴槍互為備用的工藝布置,實現噴吹工位連續作業,滿足連續生產要求;采用水冷低馬赫數氧槍,有效保證保碳軟吹氧,達到控制鐵水溫度的作用;設置水冷盤管加耐材水箱型防濺罩,有效防止鐵水噴濺對設備損壞;通過控制操作工藝參數,可將鐵水脫錳控制在0.05%—0.10%之間,實現鐵水脫錳工藝。

  實際生產效果

  首鋼國際工程公司自主研發的鐵水罐噴吹三脫工藝與裝備2011年順利投產后,設備運行正常,三脫效果穩定,脫磷效果達到國際先進水平。

  脫磷效果。在現有脫硅、脫磷工藝條件下,統計2011年63爐鐵水脫磷結果,鐵水成分變化如圖1所示,鐵水終點P分布情況如圖2所示。可以看出經過脫磷站處理的鐵水P含量平均為0.007%,遠遠優于設計指標≤0.015%的水平。

  統計生產實際結果表示:鐵水終點P平均為0.007%,最高0.015%,最低0.004%,完全滿足所有不銹鋼鐵水脫P指標的要求,優于設計指標。

  鐵水溫度控制。該技術應用鋼廠的鐵水供應比較特殊,需要從較遠的另外一個車間的混鐵爐出鐵后倒運過來,正常的情況下倒運時間大約為30min,鐵水在出鐵和倒運過程中溫降很大,到站鐵水溫度基本上在1220—1250℃之間,而AOD、EAF對鐵水溫度的要求是必須大于1300℃,這給噴吹脫磷裝備帶來了一定挑戰。首鋼國際工程公司根據鐵水溫度偏低等工況,調整和優化脫磷噴吹及頂吹氧工藝參數,經過熱試后證明,經過調整后的脫磷工藝完全適應低溫鐵水噴吹脫磷的要求。

  噴吹脫磷處理周期。脫磷處理周期指進脫磷站開始處理到出脫磷站的整個處理時間,包括測溫取樣時間、扒渣時間、脫硅時間、脫磷時間。影響處理周期的因素與操作工的熟練程度和前后工序的匹配有很大關系,通過對投產期間正常脫磷條件下的脫磷記錄進行統計,共統計脫磷63罐,僅計有1爐大于75min,脫磷周期的合格率達到設計要求。

  脫磷劑消耗。脫磷劑的消耗直接影響到不銹鋼生產成本,統計目前脫磷劑消耗指標后表明,各種物料實際消耗指標都優于國外技術指標。各種脫磷劑消耗對比情況如圖3所示。

  鐵水罐車在線噴吹脫硫新工藝

  該工藝把脫硫站建在煉鐵廠高爐和煉鋼廠之間的鐵水運輸線上,為國際工程公司專利技術,屬國內首創,各項技術指標達到國內同行業領先水平。該工藝能夠最大限度地節約占地面積、加快處理節奏、降低鐵損和溫度損失,對于現有煉鋼車間內場地不足而又有建設需要的企業和老廠改造提供一種獨特的脫硫方式,具有良好的經濟和社會效益。

  技術特點

  1)把脫硫站建在煉鐵廠高爐和煉鋼廠之間的鐵水運輸線上。利用鐵水運輸車和高爐鐵水包脫硫,可以節省配套大型天車、鐵水罐、鐵水罐車,并解決了鐵水運輸問題,具有項目投資少的特點。
  2)雙工位工藝布置。采用橫移車與噴槍升降裝置相結合,通過創新工藝布置,使得一臺噴槍橫移車對應兩個噴吹脫硫工位,既縮短了處理周期,減少了鐵水溫降,又節約了設備投資。
  3)采用鐵水撈渣技術,并通過撈渣設備的旋轉功能,實現了一臺撈渣機對應兩個撈渣工位的工藝操作。使用撈渣機撈去脫硫過程產生的鐵渣,不需要傾翻鐵水罐進行扒渣,適應鐵水罐車在線脫硫操作。另外,一臺撈渣機對應兩個工位的工藝操作,也節約了設備投資。由于撈渣工藝的應用,每處理1噸鐵水將降低3.5公斤左右的鐵水損耗,產生巨大的經濟效益,同時具有明顯的節能減排效益。
  4)噴槍升降橫移車的定位裝置,為自主創新技術,為保證噴槍升降橫移車的精確對位,自主研發設計了一套鎖緊機構,使得幾十噸重的噴槍橫移車的定位精度達到±20mm,到達停車位后自動鎖死,不會因噴吹脫硫過程中產生的震動而跑偏。

  首鋼國際工程公司發揮長期以來與世界先進鐵水預處理技術公司合作的優勢,依托首鋼集團引進的先進技術,研發出更適合國內鋼鐵企業實際情況的多項自主知識產權的核心技術,并通過技術集成創新,在鐵水預處理和技術服務方面占領了國內一定的市場。首鋼國際工程公司將不斷完善鐵水預處理技術,為國內外煉鋼企業提供技術裝備先進、工程投資合理、滿足個性化要求的產品與服務。