转炉双渣冶炼安全留渣及其工艺

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j了— 19年第 1 96期梅山科技 1 5

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转炉双渣冶炼安全留渣及其土艺洪晓玲

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【摘要】针对梅山铁水中含磷量较高的问题 .述留渣操作的重要性 .出安全阐提留渣的条件并确定其工艺 .

1前言留渣操作是一种具有极大经济效益的冶炼工艺。于留渣会在兑铁水时发生喷溅，由安全性不好，久以来人们对此工艺一直存有长

论变得更有意义。用留渣操作，利用上一采即炉的终渣酸度、化铁和温度，大大减轻前氧可期化渣负担，成渣、早早去磷，提高生产率、降低冶炼成本。

疑虑。能避免不安全因素，如留渣操作无疑是炼钢过程脱磷经济、效的方法之一有从热力学和动力学角度对留渣操作的安全性进行讨论，定合理的留渣工艺是本文制主要的内容。

3安全留渣的热力学条件当铁水兑入留渣中时，水与渣发生下铁列反应：

[+ ( e:[ e+{ O) c] F O) F] CAG1 2 3 0 2 . 7— 3 0 - 18 () 1

2中磷铁水留渣操作的重要性梅山铁水含磷量较高 (.~ 0 4 03 .

…

…

[ i+2 F O) ( I )[ e s] ( e一 SO+2 F]AG2一 8 5 0 2 . 3一 1 0+ 8 5 T……

)炉前无预处理工序，。所有的脱磷任务都须在转炉冶炼中完成。铁水运输线长、敞包、 倒罐温损大、磷渣量大等，温度不足问题去使

() 2

[ n+ ( e一 ( O)[ e M] F O) Mn+ F]AG3一 2 5 0 l . 7一 9 0+ 4 3……

变得十分突出转炉脱磷的必要条件是尽可能早地获得有一定碱度、化铁、量，流动性良好的氧渣且炉涟，利用前期铁水温度较低的便利去磷。与正常铁水相比，用梅山铁水冶炼时，灰加使石入量约大于正常量的 3, 0相应渣量也增加 3。大渣量还带来其它许多不利因素， 0如铁损增加、耗增加、龄下降、产率低、氧炉生冶炼成本高等 .以上这些都使对留渣操作的讨

() 3

2 P+5 F O) ( a )[] ( e+3

C O一

( aPOs+ 5 F] C{。 )[ e……

( ) 4

由上述反应可以看出，生喷溅的主要产原因是由碳与氧化铁反应而产生的 C气 O体。为了抑制 ()反应的发生， 1式必要的热力学条件是：△G> 0

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5 2

19 6年第 1期 9化学反应速度方程式为( ) m一 D[ F ) Cb.】 c( 0 - . o]……

A一△。 R G】 Gl+孔 n— > 0竺“ ( F

……() 9

( 5)

兑铁水条件下气泡的生成不是限制性环节，物浓度变化速度与化学反应速度相等。产

式中：][[ ] aC一厂c c E]查表计算得厂c一5[] 设： o 0 9 0— 9 . a炉气中 Pc= .×i 1 0 0KP (9为 C气体 ) 0 O口(t) 0 F0一 .3

K[F一] ( c一 c一

×砉……

(O 1)

将上列数据代入式 () A 5得 G>O的条件是：< 1 2 1 0K一 8 7℃,反应 ( )发生 4即 1不

肼’cM】[ ( -c&] ———五一

由 () 6式知留渣操作喷溅的条件是：>

的条件是： 8 7℃。由此可以看出在炼钢 T< 4兑铁水时，留渣喷溅不可避免， ( )反应即 1式

>

…

.1) ( 1

的热力学条件具备。

则安全留渣的动力学条件是：

4安垒留渣的动力学条件当环境条件改变时喷溅是否发生，发或生的条件是否改变，制喷溅的方法有哪些，抑这都属于动力学研究的范畴。

[ c<妥 c 一……

( 2 1)

式中： (0一渣中 (e浓度 CF ) . F O)c 一反应界面处 ( e浓度 F O)

设炉内有一小渣滴质量为 m,炉口高距度为，向上的速度为 V,小渣滴喷出炉其则口的必要条件是：向上的速度必须大于其其

五。扩散常数一由( 2式可得以下结论： 1) ( )转炉尺寸、组成一定时，等式 1当渣不 (2的右边为一常数 C。即[ -C&oI 1) c￣ T < c。这时影响喷溅的主要因素是渣中氧化铁浓度和温度。化铁浓度越高，度越高喷氧温溅的可能性越大 ( )组成对喷溅的

影响反应在 2渣上。

自芽向下的重力加速度。由能量定律得下式：12 / mV>mg t则：> 2……

() 6

渣滴的速度是由 CO气泡膨胀所提供的。气泡沿径向长大的速度就是小渣滴向上的速度。

当氧化铁浓度一定，五。越小， (即 O一) -速 y散

V-=喜物摩尔数与气泡半径之间的关系：Pc× Vc D o— N c o× RT

…(…7 )

度越慢，溅的趋势越小。喷

( )炉尺寸也是影响喷溅的因素之一 3转炉子大，容比大喷溅的趋势减弱。炉由此可见，低终渣温度及氧化铁浓度、降

由气体方程式 _= NR可以导出产 P T

稠渣、高炉容比等可改变留渣喷溅反应发提生的动力学条件。

肌。× 一{上式两边对时间的偏微分得浓度变化速度与气泡长大速度之间的关系式：

5留渣预处理方法及安垒留渣目前，内很多厂家采用留渣或部分留目

学—￣ c百一 oO—P 4Z c r

……_…8 ( )

炼锕留渣温度条件下兑铁水时，c][一 (e之间的反应是瞬问发生的。 1式化学 F O) ()反应主要受 ( e在渣中扩散速度控制， F O)其

渣操作工艺。留渣常采用的预处理方法有：对 () 1I N留渣中加还原荆进行炉渣预处理，降低渣中氧化铁活度。常用的还原剂有焦碳

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梅山科技粉、i、 e i SC粉 F—s粉等。化学反应如下： c[+ ( e一[ e+{ O) . F O) F] C 】 s。+2 F O) (i+2 F] i) ( e一 sO )[ e sc+ 3F O) ( i ){ O)[ e i (e= SO:+ C+3F] ()留渣中加废钢降温。 2向 ()留渣中加石灰降低。和温度。 3向( )据铁水成分选择合适的炉容比， 4根严水情况制定的留渣工艺如下：

5 3

上一炉钢出钢前取钢样、渣样，温一出测钢一将炉摇起，留渣中加入碎焦碳一4。向 5角前后摇炉数次一向留渣中加石灰、钢一 4。废 5角前后摇炉一缓慢兑入铁水一吹炼 3 mi￣5 n倒初渣，渣样、样一造新渣，规吹炼一取钢常倒渣、样、温一出钢。

取测 上述工艺操作中需注意以下几点；( )渣分析 P O、 F O和碱度 C O/ 1终：= e a sO。中￣ e含量极限应通过试验而定。 i其 - O F

格装料制度。 采取上述措施后，变了留渣喷溅反应改的动力学条件， ()反应不发生的条件改使 1式变，即发生喷溅反应的温度大幅度提高。内国有一个 3转炉的厂家对留渣进行预处理 0t后，生喷溅反应的温度提高到 1 2￣ 1 5发 40 40

() 2冶炼终点可加部分石灰稠渣。( )焦 ( 5 mm)入量约 8 g t 3碎< 加 0 k/渣。

℃这个温度条件在实际操作中是比较容易得到满足的。此，因只要制定一个较好的留渣工艺，留渣操作的安全性是可以得到保证的。

()灰加入量约 1 g t。 4石 5k/渣 ( )钢加入量可根据热平衡计算得， 5废一

欢加入，重不得大于一吨。单

梅山转炉 (容大 )件较好，实际生炉条在产中，要根据自己的铁水条件控制好护容只比，留渣进行预处理，采取降温措施，对并即可实现安全留渣。

7结论对炼钢脱磷而言，用留渣操作是既有采效而又经济的方法之一。只要对留渣做预处理并降温，喷溅发生的温度可大大提高并超过兑铁水温度，安全留渣成为可能。使

6安全留渣的工艺路线参照国内一些厂家的经验，对梅山铁针(接 3上 4页 )

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