LF熱態(tài)精煉渣循環(huán)再利用試驗分析

于學文

（山鋼股份萊蕪分公司 運營管理部，山東 萊蕪271104）

試驗研究

LF熱態(tài)精煉渣循環(huán)再利用試驗分析

于學文

（山鋼股份萊蕪分公司 運營管理部，山東 萊蕪271104）

為降低生產(chǎn)成本，山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業(yè)部進行了熱態(tài)精煉渣循環(huán)利用試驗，循環(huán)利用兩次，精煉出鋼后將精煉渣扒出1/2至電爐鋼包中，熱渣回爐爐次電爐出鋼過程低碳鋼加300 kg石灰，不加調(diào)渣劑；中高碳鋼加150 kg石灰，150 kg調(diào)渣劑，其他精煉工藝不變，試驗的生產(chǎn)過程平穩(wěn)順行，節(jié)奏允許。分析表明，熱渣回爐爐次精煉渣樣成分、堿度等性能滿足鋼種質(zhì)量要求，能夠保證精煉鋼水的脫硫要求，噸鋼可降低成本10.65元。

熱態(tài)精煉渣；循環(huán)利用；成本

1 前言

鋼鐵工業(yè)爐渣的處理和利用是環(huán)境治理和保護的重要部分，是綠色制造、循環(huán)經(jīng)濟的生態(tài)工業(yè)工程發(fā)展的要求。特別是在鋼鐵行業(yè)遭受了前所未有的困境的情況下，如何通過降低過程消耗，減輕成本壓力，提高產(chǎn)品盈利空間，是鋼鐵企業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。目前爐渣的綜合利用包括生產(chǎn)鋼渣水泥、用作燒結(jié)熔劑和高爐煉鐵熔劑等。理論與其他兄弟單位的試驗實踐表明，LF熱態(tài)精煉渣在其脫硫率、吸附夾雜物、埋弧發(fā)泡等綜合性能等方面均可以滿足鋼種的質(zhì)量及LF提溫等方面的要求。為此，本研究對LF熱態(tài)精煉渣進行循環(huán)利用試驗和生產(chǎn)實際應用，以減少煉鋼過程的造渣材料消耗，減少爐渣外排，特別是回收精煉鋼水進VD前扒渣過程損失的鋼水，提高鋼水收得率，提高企業(yè)效益。

2 試驗的合理性

山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業(yè)部目前是“EAF-LF-VD-CC”四位一體的單工位流程，4個鋼包在線熱循環(huán)，鋼水進VD前要扒出1/2～1/3的渣量，在生產(chǎn)節(jié)奏上完全可以滿足要求。由于用過的LF熱態(tài)精煉渣仍具有一定的硫容量和較高的堿度、溫度及吸附夾雜物的能力，在循環(huán)利用的過程中可以快速成渣，減少電爐出鋼過程因化渣產(chǎn)生的溫降，加速出鋼合金化的過程，同時熱態(tài)下使用時節(jié)能潛力巨大。目前我國部分鋼廠也已經(jīng)開始LF精煉渣的返回使用，效果較好[1-2]。從國內(nèi)外關(guān)于LF精煉渣循環(huán)利用的效果看，開展LF熱態(tài)精煉渣的循環(huán)應用試驗具有可行性、合理性。

2.1 對鋼水脫硫的影響

爐渣脫除鋼液中硫的能力可以用渣一鋼硫容量來表征，其值可以根據(jù)下列渣一鋼的平衡反應來測定，定義出硫容量[3]：

通過其他鋼廠對循環(huán)爐次精煉渣的硫容量、曼內(nèi)斯曼指數(shù)的計算發(fā)現(xiàn)，精煉渣循環(huán)3次以內(nèi)對鋼水脫硫的影響不大。隨著精煉渣循環(huán)次數(shù)的增加，渣中Al2O3的濃度提高，精煉渣的曼內(nèi)斯曼指數(shù)減小，脫硫速率降低[4]。鑒于山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業(yè)部煉鋼精煉渣的實際成分、特點，為保證爐渣的綜合性能，要求熱渣循環(huán)利用兩次。

2.2 對生產(chǎn)成本的影響

熱態(tài)精煉渣的循環(huán)利用，充分利用了熱態(tài)精煉渣的殘余熱量，減少了LF造渣料的消耗，降低了電爐出鋼溫度，提高了LF精煉爐供電初期電弧的穩(wěn)定性和熱效率，節(jié)約了電能和電極消耗，降低了LF精煉后扒渣過程的鋼水損失，提高了鋼水收得率和渣盆的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。

2.3 與生產(chǎn)現(xiàn)狀的匹配情況

對于“50 t EAF-50 t LF-60 t VD-CC”四位一體的短流程煉鋼生產(chǎn)線，通過提高整個過程的“準點一體化”操作，確保電爐出鋼早于或同步于LF精煉出鋼，合理組織、調(diào)配天車的使用，使LF精煉出鋼約50%的精煉渣扒到電爐出鋼的鋼包中，完全可以滿足生產(chǎn)節(jié)奏的要求。

3 試驗情況

熱態(tài)精煉渣循環(huán)利用試驗時間為2014年11月，為保證生產(chǎn)節(jié)奏的順行，首先于生產(chǎn)節(jié)奏較慢的小方坯上進行了試驗，鋼種涉及到除G55SiMoVA、DF20CrMnTi、25CrMoTi等有特殊要求鋼種外的大部分鋼種，試驗確定熱態(tài)精煉渣循環(huán)利用兩次，精煉出鋼后將精煉渣扒出1/2至電爐鋼包中，熱渣回爐爐次電爐出鋼過程低碳鋼只加300 kg石灰，不加調(diào)渣劑；中高碳鋼加150 kg石灰，150 kg調(diào)渣劑，其他精煉工藝不變。

第1爐精煉渣正常加入，精煉完第1爐后由天車吊起，將約50%渣量倒入第2爐鋼包中；精煉完第2爐后由天車吊起，繼續(xù)將50%的渣量倒入第3爐鋼包中；第3爐精煉完后，扒出30%的渣量后調(diào)入VD真空處理；將回爐爐次的精煉渣按低碳鋼、中高碳鋼標準進行相應的調(diào)整，3爐為1個循環(huán)。對氧含量、硫含量及性能要求嚴格的鋼種暫不進行精煉熱渣回爐操作。電爐鋼包通過小方坯試驗成功后，同樣在大方坯上進行了成功推廣，整個生產(chǎn)過程平穩(wěn)、順行，節(jié)奏允許。

4 試驗結(jié)果與分析

4.1 回爐爐次精煉渣樣成分

在隨機抽取的回爐爐次的精煉渣樣中，以20CrMnTiH子鋼號、42CrMoA渣樣結(jié)果分別代表低碳鋼、中高碳鋼，其渣樣化驗結(jié)果見表1。

表1 回爐爐次精煉渣樣成分

由表1可知，由于隨著爐渣中CaO含量的升高、SiO2含量的降低和爐渣溫度的上升，渣一鋼的硫容量有上升的趨勢；但隨著Al2O3含量的升高，硫容量會有所降低。從熱態(tài)精煉渣循環(huán)利用過程各組分的變化情況看，爐渣堿度及成分可滿足相應鋼種的精煉要求；經(jīng)檢驗，回爐爐次鋼種的成分、氧含量、夾雜物級別等綜合性能均滿足質(zhì)量要求。

4.2 保證脫硫效果

回爐爐次與正常爐次鋼液中脫硫率的比較如表2所示。由表2可以看出，使用熱態(tài)精煉渣的回爐爐次20CrMnTi和42CrMoA鋼的平均脫硫率分別為41.2%和63.6%，正常爐次的平均脫硫率分別為44.4%和66.7%，使用熱態(tài)精煉渣的回爐爐次與正常爐次的相比，脫硫率降低較少，表明試驗工藝能夠保證精煉鋼水的脫硫效果。

表2 回爐爐次與正常爐次脫硫率對比

4.3 提高鋼水收得率

自采取熱態(tài)精煉渣循環(huán)利用以來，由于約60%爐次的鋼水均實現(xiàn)了熱態(tài)精煉渣循環(huán)利用操作，杜絕了由于扒渣導致的鋼水、合金損失，平均每爐出鋼量約提高了0.6 t，有效提高了鋼水收得率。

4.4 降低生產(chǎn)成本

自采取熱態(tài)精煉渣循環(huán)利用以來，精煉造渣料由原來的300 kg石灰+300 kg調(diào)渣劑調(diào)整為低碳鋼只加300 kg石灰（回爐爐次），中高碳鋼加150 kg石灰+150 kg調(diào)渣劑（回爐爐次）。統(tǒng)計了1111爐的材料消耗，其中熱態(tài)精煉渣循環(huán)利用638爐，熱態(tài)精煉渣的循環(huán)利用率達到了57%，共計節(jié)約石灰42.630 t，調(diào)渣劑約150 t，減少了造渣料的消耗，降低了由于電爐出鋼化渣產(chǎn)生的溫降，提高了鋼水收得率，延長了精煉渣盆的使用壽命。以石灰價格405元/t、調(diào)渣劑價格為1196.58元/t、成材與廢鋼價格差1000元/t計算，試驗噸鋼平均降低成本10.65元/t。

5 結(jié)論

山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業(yè)部生產(chǎn)試驗表明，在熱態(tài)精煉渣循環(huán)利用不影響正常生產(chǎn)的情況下，同時可以達到以下效果：1）回爐爐次精煉渣樣成分、堿度等性能滿足鋼種質(zhì)量要求；2）熱態(tài)精煉渣的循環(huán)利用工藝能夠保證精煉鋼水的脫硫要求；3）熱態(tài)精煉渣回爐爐次鋼水量可提高0.6 t/爐；4）熱態(tài)精煉渣的循環(huán)利用率達到了57%；5）因熱渣循環(huán)利用噸鋼可節(jié)約成本10.65元。

[1] 解養(yǎng)國，丁曉明，胡玉暢，等.LF爐熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用技術(shù)的應用[J].安徽冶金，2006（4）：27-29.

[2] 丁廣友，徐志榮，史翠薇，等.LF熱態(tài)鋼渣循環(huán)再利用技術(shù)的開發(fā)與應用[J].煉鋼，2006，22（4）：12-15.

[3] 張鑒.爐外精煉的理論與實踐[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1996：150-154．

[4]李國宏，莫文海.LF精煉爐熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用 [J].冶金叢刊，2009（4）：16-18.

信息園地

山鋼萊鋼焦化廠打出廢水治理“組合拳”

2017年初以來，山鋼萊鋼焦化廠充分利用和改進現(xiàn)有環(huán)保設(shè)施，完善焦化廢水處理工藝，減少廢水產(chǎn)生量，提高廢水處理標準，確保焦化廢水全部得到循環(huán)利用。目前，該廠焦化廢水出水COD（化學需氧量）降至80mg/L左右，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

化產(chǎn)工序是焦化廢水產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)。為減少這一環(huán)節(jié)的廢水產(chǎn)生，該廠實施了設(shè)備改造，優(yōu)化了清污分流方案，回收利用蒸汽冷凝水和泵頭冷卻水，降低污水產(chǎn)生量。針對苯精制分離過程用水多的問題，該廠優(yōu)化廢水轉(zhuǎn)化技術(shù)，積極推行廢水串級利用。為杜絕循環(huán)水管道“跑冒滴漏”的問題，該廠對腐蝕嚴重、存在隱患的管道進行更換和包焊作業(yè)，重點對化產(chǎn)區(qū)域隱埋在地下并腐蝕嚴重的槽罐實施上移改造，并對集水池做二次防滲處理，有效杜絕了滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。

針對焦化生化處理系統(tǒng)存在的問題，該廠在完成1號生化池深度處理改造的基礎(chǔ)上，積極推進2號生化池深度處理改造，提高生化系統(tǒng)的處理能力，確保水質(zhì)達標。

（摘自《中國冶金報》）

Test Analysis on Hot State LF Refining Slag Recycling

YU Xuewen
（The Operations Management Department of Laiwu Branch of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271104,China）

In order to reduce the production cost,the experiment on the recycling of hot refining slag has been carried out in the special steel division of Laiwu branch.Recycling twice,the slag after refining the steel will be pulled out 1/2 to furnace refining slag ladle,300 kg lime without slag agent was added to the hot slag heat during tapping process for lower carbon steel.150 kg lime and 150 kg slag were added for themedium and high carbon steel,refining process is unchanged for other steels.The test production process smoothly and smoothly,it can conform to the production rhythm.The analysis shows that the properties of the secondary refining slag and the alkalinity of the furnace are satisfied with the quality of the steel,which can ensure the desulphurization of the refined steel water,and the 10.65 Yuan cost per ton can be reduced.

hot refining slag;re-utilization;cost

TF769.2

A

1004-4620（2017）04-0034-02

2017-03-15

于學文，男，1982年生，2007年畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學冶金工程專業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份萊蕪分公司運營管理部工程師，從事鋼鐵主業(yè)的固定資產(chǎn)投資管理及技改技措項目建設(shè)等工作。