高爐低硅冶煉生產(chǎn)實踐

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1、高爐低硅冶煉生產(chǎn)實踐黃少磊摘要從高爐低硅冶煉原理進行研究，，通過對生產(chǎn)指標的對比分析，改善焦炭質(zhì)量、合理爐料結(jié)構(gòu)、調(diào)整操作制度等措施，實現(xiàn)高爐低硅冶煉的生產(chǎn)實踐。關(guān)鍵詞高爐低硅冶煉操作制度成本1前言高爐冶煉過程中，鐵水含硅量的控制是評價高爐冶煉技術(shù)水平和高爐鐵水質(zhì)量的重要指標。高爐進行低硅冶煉，可以降低焦比，提高產(chǎn)量，改善生鐵的質(zhì)量，從而改善技術(shù)經(jīng)濟指標；鐵水硅含量的降低還可以改善鐵水流動性，減輕爐前工人勞動強度；轉(zhuǎn)爐使用低硅鐵水進行煉鋼生產(chǎn)可以減少熔劑和氧氣的消耗、減少渣量、縮短吹煉時間，同時還可以改善脫磷的效果?？梢姡捎玫凸?/p>

2、冶煉會給煉鐵和煉鋼帶來很好的經(jīng)濟效益，是企業(yè)實現(xiàn)低成本戰(zhàn)略的有效途徑。對于不同生產(chǎn)條件和操作爐型的高爐，進行低硅冶煉需要結(jié)合實際情況研究分析，最終用于指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。二鐵高爐有效容積480m3，高爐設(shè)計年平均利用系數(shù)3.0t／(m3d)，其采用PW串罐無鐘爐頂、TRT爐頂煤氣余壓發(fā)電、高溫頂燃式熱風爐、大噴煤等一系列先進、成熟、可靠的煉鐵技術(shù)與設(shè)備。2高爐進行低硅冶煉的機理分析在高爐冶煉過程中，高爐鐵水中的硅主要來源于焦炭灰分、礦石脈石、煤粉中的二氧化硅，現(xiàn)在高爐煉鐵者普遍認為焦炭灰分中的二氧化硅是高爐鐵水硅的最主要的來源。(1)在

3、高爐冶煉過程中，硅(分子式為“Si”)主要是以SiO2形式存在，可是SiO2是非常穩(wěn)定的化合物，分解壓力很小，用CO還原SiO2幾乎是不可能的，只能用固體碳部分地還原SiO2，且SiO2還原的還原率僅為5％～10％[1]。大量研究表明［1］，高爐內(nèi)硅(Si)還原主要是分兩步完成的：第一步是焦炭灰分中的SiO2與碳(C)反應(yīng)形成SiO蒸氣；第二步是隨著煤氣上升的SiO蒸氣被鐵珠吸收或吸附在焦炭塊上，被鐵中[C]和焦炭的C還原成Si。基本化學(xué)反應(yīng)如下：SiO2+C＝SiO(g)+COSiO+[C]＝[Si]+COSiO+C＝[Si]+

4、CO(2)在高爐冶煉過程中，硅(Si)被還原同時，還存在著[Si]被重新氧化成為(SiO2)的耦合反應(yīng)，該反應(yīng)發(fā)生在鐵滴穿過渣層時和在爐缸貯存的渣鐵界面上?；净瘜W(xué)反應(yīng)如下：[Si]+2(FeO)＝(SiO2)+2［Fe］[Si]+2(MnO)＝(SiO2)+2[Mn][Si]+2(CaO)+2［S］＝(SiO2)+2(CaS)3高爐低硅冶煉相關(guān)因素分析通過對高爐低硅冶煉的機理分析，可以從控制鐵水中硅的來源和鐵水中硅的反應(yīng)生成條件著手考慮，最終達到低硅冶煉目的。3．1焦炭對低硅冶煉的影響在高爐冶煉過程中，焦炭灰分中的二氧化硅是高爐

5、鐵水硅的最主要的來源，所以對焦炭性能的研究分析有助指導(dǎo)高爐進行低硅冶煉。在高爐環(huán)境中，焦炭灰分中SiO2的活度可以認為是1，即SiO2以自由態(tài)存在；爐渣中SiO2的活度只有焦炭中的1／10～1／20［1］。所以在生產(chǎn)實踐中，高爐鐵水中硅主要來源于焦炭灰分，焦炭灰分的高低和人爐焦炭數(shù)量的多少將直接影響高爐鐵水含硅量。在高爐冶煉條件下，減少焦炭的高溫溶損反應(yīng)、提高焦炭的熱強度，有利于加強焦炭本身對灰分中二氧化硅束縛能力，降低灰分中二氧化硅的自由度，同樣有利于高爐進行低硅冶煉。3．2高噴煤比對低硅冶煉的影響高煤比是當今高爐煉鐵技術(shù)進步的

6、充分體現(xiàn)。在噴煤量較大的情況下，隨著煤比的提高，人爐焦比逐步降低，每批爐料裝人的焦炭量相應(yīng)減少，隨之焦炭帶人爐內(nèi)的灰分也相應(yīng)減少；其次由于提高噴煤量可以降低風口前理論燃燒溫度，從而抑制SiO2的還原和SiO氣體的產(chǎn)生；三是雖然煤粉中也帶人爐內(nèi)一定數(shù)量的灰分，但是通過生產(chǎn)實踐分析認為其灰分中的大部分SiO2首先與渣液中堿性氧化物反應(yīng)，生成較為穩(wěn)定的爐渣。3．3煤氣利用率對低硅冶煉的影響提高煤氣利用率、降低綜合燃料比，是低硅冶煉的有效途徑。煤氣利用率提高之后，必然可以降低高爐綜合燃料比，因燃料灰分帶人爐內(nèi)的SiO2會雖之減少；由于煤氣

7、利用率提高后，有利于保證充足鐵水溫度，為生鐵及有關(guān)元素的還原提供足夠的溫度條件；在高爐進行低硅冶煉過程中，充足鐵水溫度是高爐安全運行生產(chǎn)有利保證。3．4爐渣二元堿度(CaO／SiO2)對低硅冶煉的影響在保證高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上，低硅冶煉必須適當提高爐渣堿度。提高爐渣堿度后，可以提高高爐內(nèi)軟熔帶的熔化溫度，適當降低軟熔帶的位置，縮小滴落帶的空間范圍，縮短液體渣鐵在滴落帶的滯留時間，減少硅(Si)的還原；二是可以促進[Si]被重新氧化成為(SiO2)的耦合反應(yīng)；三是有利于提高爐渣的脫硫能力和爐缸的熱量貯備等。所以，在生產(chǎn)實踐中有一句“

8、降爐溫，提堿度”的俗語說法。3．5爐頂壓力對低硅冶煉的影響提高頂壓操作對低硅冶煉的影響可以從以下方面討論：一是提高爐頂壓力可以降低高爐內(nèi)煤氣流速，增加煤氣在爐內(nèi)停留時間，改善煤氣流分布，提高煤氣利用率，降低焦比，減少焦炭灰分的人爐量。二是提高爐頂壓