白云石渣护炉工艺


一、简介

为提高转炉炉龄,降低耐材消耗,同时促进炼钢各项技术指标的进步,在加强转炉耐材及砌筑质量的基础上,我厂与19978月开始推广应用90年代新型护炉技术溅渣护炉技术。
为使溅渣护炉取得良好效果,必须将炉渣MgO含量调整至8~14%的合适范围,因此在应用初期,采用镁球调渣工艺,一次性加入200Kg/炉,炉渣MgO含量基本能满足要求,但由于转炉吹炼的各个时期不同碱度不同温度的炉渣对MgO的饱和溶解度有较大的区别,波动在4~18%之间,而为保证炉渣的流动性及较好的溅渣特性,各个时期MgO的加入量的控制需要权衡保护炉衬与冶炼要求的关系,控制渣中MgO始终接近饱和溶解度。由于镁球加入批量小,在生产中不易操作,难以达到上述要求,再加上镁球的辅助化渣作用极其有限,因此单纯使用镁球调渣,在应用初期并未取得良好的效果。并且我厂所用镁球的生产原料均由东北购进,无疑增加了生产成本。
为解决上述问题,从19994月开始,我厂开始进行轻烧白云石代替部分镁球和白灰辅助造渣的研究,由于我厂所处太行山区富含白云石资源,加工成本低廉,且轻烧白云石具有较好的辅助化渣作用,19998月正式应用后对减少炉衬侵蚀,提高转炉炉龄及促进转炉主要指标进步方面起到了良好作用。
二、技术原理
采用轻烧白云石代替部分镁球及石灰造渣,可提高渣中MgO含量,减少炉渣对炉衬的侵蚀,国内外已广泛使用。白云石造渣的作用是:
1)增加渣中MgO含量,减少炉渣对镁碳质炉衬的侵蚀,提高炉衬寿命。MgO在低碱度渣中有较高的溶解度,镁碳砖炉衬,主要成分是CaOMgO。不加含MgO的材料造渣,则炉渣要从炉衬中溶解MgO,而造成炉衬的侵蚀。加入含MgO的材料造渣,使渣中MgO含量达到饱和状态,可以减轻初期低碱度渣对炉衬的侵蚀。同时,随着炉渣碱度的提高,前期过饱和的MgO将会从炉渣中逐渐析出,使后期渣变粘,当条件合适时,可以使终渣挂在炉衬表面上,形成炉渣保护层,有利于提高炉龄。
2)在保证渣中有足够的∑FeO、渣中(MgO)不超过6%的条件下,增加初期渣中MgO含量,有利于早化渣并推迟石灰块表面形成高熔点致密的2CaO·SiO2壳层。在CaO—FeO—SiO2三元系炉渣中增加了MgO,可生成一些含镁的矿物,如镁黄长石(2CaO·MgO·SiO2,熔点1723K)、镁橄榄石(2MgO·SiO2,熔点2163K)、透辉石(CaO·MgO·2SiO2,熔点1643K)和镁硅钙石(3CaO·MgO·2SiO2,熔点1823K)。它们的熔点均比2CaO·SiO2熔点低很多,因此,吹炼初期造白云石渣能加速石灰溶解,促进前期化渣和减少萤石用量。
3)炉衬被侵蚀的决定因素是渣中FeO含量,更确切地说是渣中FeO的活度。提高渣中MgO浓度,可降低FeO的活度,减轻其对炉衬的侵蚀。
三、技术特征
转炉吹炼前期(吹炼3~4分钟)炉渣碱度为1.0~1.5FeO含量20~28%,相对应的MgO的饱和溶解度为15~20%;吹炼终点炉渣碱度3.0~4.0FeO含量13~20%,相对应的MgO的饱和溶解度为7~8%
经过较长时间的摸索,结合我厂原料及冶炼条件,制定了一套成熟的白云石辅助造渣的工艺制度:吹炼初期加入400Kg白云石及适量镁球,使初期渣中MgO含量达到9%左右,既能够减轻初期渣对炉衬的侵蚀,又不至于使炉渣过粘,影响化渣效果;随着前期渣的熔化,渣量进一步加大,在吹炼中后期再加入部分白云石,使炉渣中MgO含量保持在8~14%之间,大于终渣中MgO的饱和溶解度,使炉渣具有 良好的护炉作用;在铁水成分发生变化,尤其是[Mn]含量升高导致炉渣过稀时,吹炼前期一次性加入700~800Kg白云石,使渣中MgO含量达到或超过其饱和溶解度,稠化炉渣,减轻低黏度炉渣对炉衬的侵蚀。
四、实施效果
应用白云石辅助造渣前后相关经济技术指标见下表

年份
98
99
2000
2001
轻烧白云石消耗(Kg/t
0
1.99
7.64
10.29
平均炉龄()
2528
4146
5037
 
最高炉龄()
4756
5384
8511
 
耐材消耗(/)
17.23
14.76
11.32
 
钢产量()
1161998
1571999
1900800
 
作业率(%)
65.28
77.03
82.17
86.81
冶炼炉数()
33520
43622
50399
54782
冶炼周期(分)
30.78
27.87
25.84
25.03

 
应用白云石辅助造渣后,炉渣的护炉特性进一步增强,溅渣护炉效果不断改善,由下表可看出:随着白云石消耗量的逐年提高,转炉炉龄及耐材消耗指标大幅度改善。同时转炉化渣效果得到稳定提高,促进了转炉各项指标的改善。
由于白云石中富含CaOMgO,做为一种廉价的造渣材料既可以代替部分白灰改善化渣效果,又可以代替高价的镁球提高炉渣性能,降低转炉辅料的费用。经济效益显著。同时充分利用本地矿产资源,促进了当地经济的发展。
五、推广应用前景
经过几年来应用白云石渣结合溅渣护炉工艺的实践,在炉龄及各项主要指标提高方面起到了重大促进作用。
白云石渣护炉工艺简单,可单独应用,结合挂渣工艺进行护炉,也可与溅渣护炉工艺结合而起到更好的效果。对各型转炉均可采用,推广应用前景广阔。