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达涅利转炉炼钢工艺提高废钢比60%以上

时间:2018-10-21 09:35 来源:网络 作者:雅延 点击:
在过去15年中,全球废钢年消耗量从4.2亿吨增加至约6.6亿吨。未来全球废钢年供应量也将进一步增加,从2018年到2030年,预计中国年废钢供应量将从2亿吨增加至近3.4亿吨。此外,铁水和废钢的价格波动,铁水的有限供应,以及降低每吨钢水能耗的要求都促使业界开发提高转炉炼钢中废钢比的相关技术。

 

传统采用顶吹氧和惰性气体搅拌的转炉自热炼钢存在一些局限。达涅利进行了大量开发工作,通过下列方法克服这些局限。

复吹,例如从顶部吹氧量为3.2Nm3/(t·min),从底部吹氧量为1.3Nm3(t·min);

注入约为脱磷(De-P)和脱硫(De-S)两倍的石灰粉,保证静吹氧操作,并具有恒定喷枪高位和广泛的铁水解析;

◆将转炉中一氧化碳的二次燃烧从9%提高至16%-20%。

◆浸入式注入石灰粉以及底部吹氧改善了冶金结果,再通过强化的熔池搅拌,熔体高碳位的铁氧化和锰氧化非常低且保持恒定。生成一氧化碳的活性氧仅与总氧流量有关,而与炉渣解析变化无关。

在第一次吹氧过程中,当硅和铁水中的一些碳被氧化,注入石灰主要生成氧化钙和氧化硅(熔点2130℃),不会产生可能导致喷溅的非常粘稠或重的泡沫渣。一氧化碳通过炉浴搅拌和石灰注入所形成的炉渣时不会产生喷溅。氧枪位置约比顶吹转炉位置高一倍,这样可采取其他措施实现高纯度后燃。氧气流量和氧枪位置是恒定的。

复吹技术的优势推动了开发另一种改进工艺,即通过废钢预热和/或煤注入直接添加一次能源。随着这一添加功能以及从自热(未受火)转为等温(燃烧)转炉操作,废钢比可增加至例如40%或60%或甚至100%。

利用这些内部经验,达涅利开发了创新的早期燃烧工艺(EFP)。在转炉仅处于吹氧位置,在大型转炉中使用底吹氧风口进行废钢预热时,废钢中热燃烧气体的分布不够好。解决方案是在转炉处于向下(排渣)位置时,在高位废钢块体顶部形成燃烧室。废钢(例如800℃)热量约为150千瓦时/吨,预热后的废气被引导到二次除尘管道。

通过早期燃烧工艺,废钢比可提高到35%-40%。在注煤的情况下,废钢比的正常限制是40%-45%,如果废钢比过高,冷废钢会凝固铁水。如果在废钢预热后进行喷煤操作,这个比例可提高至近60%。另外一种操作方式是,在开始炉料中废钢占40%,在注煤加热后,添加另外一部分废钢至熔体中(后部加料)。

用废钢替代一些铁水(铁矿石),可节省烧结厂-高炉-等温转炉运行生产流程的能源。此外,这种解决方案在选择炉料(铁水、废钢、生铁、铁矿石、热压铁块、直接还原铁)方面很灵活,可根据生产各钢种的夹杂元素(例如铜+锡+镍+铬+钼)的限制和其他情况(例如装料价格的波动、整体节能、铁水可用性和高废钢比的要求)进行选择。这意味着可以利用一些现有的转炉提高废钢的消耗量,而不是新建电炉替代目前数量众多的转炉。

总体而言,即便是当转炉采用大废钢比操作,通过高效的烟气收集和利用也可进一步提高环保排放标准。如果转炉采用大废钢比操作,可显著减少在高炉和转炉操作工艺路线上的能量消耗。

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