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2021-02-17
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转炉炼钢工艺各项指标取决于铁水的化学成分,而对铁水的主要要求是含硫量低(低于0.03%),相应要求较高含硅(0.7%-0.9%)及具有优化造渣所需的锰量(0.8%-1.0%)。炼铁炼钢各阶段脱硫过程理化规律及动力特性分析表明,在动力方面,在铁水中比在钢水中更容易保证脱硫反应,因为在含碳量较高及氧化度较低条件下硫具有更高的活性。然而在高炉炼铁当中很难脱硫,因为在高炉一系列复杂的氧化—还原反应中,深脱硫的各种热动力条件的能量不可避免地会增高硅含量并因此导致石灰及焦炭消耗的增加及产量的下降。因此,生产低硫铁需周密策划工艺,采用含硫最少的炉料及制备高碱度混成渣。在转炉吹炼中脱硫也无效果,因为钢渣系中达不到平衡状态,渣与钢间的硫分配系数因熔池氧化度高及碳含量低,仅为2-7。如此低的硫分配系数使得难以在转炉冶炼中实现深脱硫,并导致炼钢生产在技术及经济上的巨大消耗。无论是在高炉炼铁,还是在转炉炼钢当中都保证不了金属有效脱硫所需的热动力条件,因此进行高炉炼铁及转炉炼钢过程中的深脱硫研究,在技术及经济上都是不可取的。而合理的作法是将脱硫过程从高炉及转炉中分离出来。这就可简化烧结—高炉—转炉生产流程降低生产成本。将脱硫从高炉及转炉中分离出来,使高炉炉外脱硫成为设计大型联合钢厂和重要工艺环节,在冶炼低硅铁的同时不必再为保证转炉中的精炼进行代价很高的高炉炉外脱硅。铁水原始硅含量低还可降低锰含量。在氧气转炉炼钢中锰的作用非常重要,它决定着及早造渣所需的条件并对出钢前终点钢水氧化度起调节作用,长期实践证明,需设法使铁水中锰保持0.8%-1.0%的水平,因而在烧结混合料中必需补充锰,而这就提高了成本。烧结—高炉—转炉各流程锰平衡分析表明,上述锰在高炉里还原、然后在转炉里氧化导致锰原料及锰本身不可弥补的巨大损失,而且还给各生产流程操作增加很多麻烦。在碳含量很低(0.05%-0.07%)条件下停止吹炼时,氧化度的影响如此之大,以致会把锰的最终含量定在极窄范围内,实际上已很少再与铁水原始锰含量相关。在这种条件下,尽管铁水原始锰含量达0.5%-1.2%,但钢的最终锰含量实际上都一样(0.07%-0.11%)。因此在当代转炉炼钢工艺条件下(各炉次都有过吹操作),没必要在烧结混合料中使用含锰原料来提高铁水原始锰含量,更合理的作法是冶炼低锰铁。同时为节约低锰铁在转炉炼钢中脱氧的用量,研究直接采用锰矿石的效果具有重要意义。对众多炉次进行工业平衡计算所得工艺指标的对比表明,冶炼铁水不添加锰矿石,而在转炉炼钢中添加锰矿石,与用含锰1.13%的铁水炼钢,这两种炼钢法相比,前者每吨生铁可节省锰矿石15.3kg.此外,还可减少锰铁1.3kg/t钢、石灰5kg/t,氧气2.17m3/t的耗量,并可大大缩短吹炼时间。铁水中硅、锰含量低及无需脱硫,这些条件会改变造渣机理及动力特性,因为这时石灰消耗下降,渣量减少,渣碱度及氧化度增高。在这样的条件下,渣的精炼功能只限于铁水脱磷。这样就能在转炉冶炼本身中多次利用渣,使渣具有很高的精炼能力。根据这一原则开发出转炉炼钢新工艺,即在转炉炼钢本身中多次(3-5次)利用后期渣(循环造渣)。采用这样的工艺可降低石灰消耗及渣中铁损。及早造就高碱度氧化渣,及使硅、锰含量低可提供钢水深脱磷所需的强劲动力。

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废钢是钢铁工业的绿色原料龙门钩梁施工优质防城港,随着取缔“地条钢”和国家对环保的严格要求,各大钢铁企业都在大力提高废钢比。目前,我国电炉钢的比例还不到10%,转炉流程仍是我国产钢的主流程,因此有必要开发高效、清洁的转炉流程提高废钢比技术。目前,转炉流程大生产中采用的提高废钢比的手段主要有:废钢预热(铁水包预热、转炉炉前及炉后预热等)、转炉加入补热剂(焦炭、焦丁、FeSi、SiC等)。但上述两类提高废钢比的技术均有一定的不足:前者需要专门的加热设备龙门钩梁施工优质防城港,后者往往以牺牲钢水质量为代价。此外,国外还开发了KMS工艺,但因存在喷粉元件寿命短等不足,并没有在大生产中广泛应用。因此,如何在不污染钢液的前提下提高转炉废钢比,已成为亟须解决的关键共性难题。此外,单转炉超40%的大废钢比技术也一直是冶金工编辑关注的热点课题。 转炉二次燃烧氧枪是一种在不污染钢液的前提下提高转炉废钢比的技术。二次燃烧氧枪是在传统炼钢氧枪的基础上,通过设计合理的副孔,使主孔射出氧气射流进行脱碳反应,利用副孔射出的氧气射流与炉内一氧化碳燃烧产生大量的热量,使转炉自身热量得到较充分利用,进而提高转炉废钢比。尽管国内外已对转炉二次燃烧氧枪技术进行了大量研究,且有的已达到工业应用水平,但目前国外关于该技术在大工业生产中规模化应用的报道很少,而国内目前还未见该技术的大生产规模化应用。因此,龙门钩梁施工优质有必要对二次燃烧氧枪技术进行深入研究并使其实现工业化应用。本文首先进行了提高废钢比的转炉二次燃烧氧枪技术大生产规模化应用研究;在此基础上,基于二次燃烧氧枪技术,研究者提出了一种废钢比超过40%的单转炉大废钢比技术,并通过大生产试验,验证了其大生产应用的可行性,为其大生产规模化应用奠定了基础。

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汽化冷却是采用软化水以汽化的方式(充分利用了水汽化潜热大的优点)冷却钢铁冶金设备并吸取大量的热量从而产生蒸汽的装置。其工作过程是,高温烟气通过汽化器(汽化烟道壁面),烟气与汽化器存在着较大的温差,发生热传递, 高温烟气将自身的热量传递给受热面,同时自身温度降低。受热面另一侧蒸发管中的水吸取烟气热量部分被蒸发,并在蒸发管内形成了汽水混合物。由于水蒸气的密度相对与水较小,在压强的作用下蒸气在蒸发管内上升,通过上升管最终进入汽包,经过汽水分离,水蒸气从汽包引出进入蓄热器存储,最后送入蒸汽管网供生产生活使用。同时水下降到蒸发管底部重新进入到汽化器的下联箱内,补充的水供给蒸发管内继续蒸发使用。如此反复循环,不断冷却高温烟气,产生蒸气。优点(1)采用水冷却时,一般用工业水,由于其硬度较高,所以管道易结垢, 结垢后传热系数变小,影响传热效果,同时使部分管道发生过热烧坏。当采用汽化冷却时,一般用软水可以避免结垢,从而可延长水冷管的使用寿命,减小检修的工作量。(2)用工业水冷却时,冷却水全部排放掉,其带走的热量全部流失,未得到回收利用,采用汽冷方式,不但达到冷却了烟气的目的,而且可以产生蒸气回收大量热能供生产、生活方面使用,如果蒸气质量较好甚至可以用来发电, 极大的降低了炼钢成本,有效的降低了能耗。同时也是贯彻治理三废,综合利用这一政策的部分措施。(3)从经济的角度来看,汽化冷却省水省电,综合投资费用较少,而且返本较水冷快。

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氧枪的结构及性能在很大程度上决定着氧气炼钢的效果。特别是对于顶吹氧气转炉炼钢过程,氧枪起着主导全局的作用。它支配着氧气射流与熔池的接触面积、氧气射流的穿透深度、熔池的搅拌状态、元素的氧化程度、熔池的升温速度、渣中氧化铁含量等重要工艺因素,因而对化渣、喷溅、杂质的去除、转炉炼钢终点控制以及各项炼钢技术经济指标都起着重要作用。氧枪由喷头、枪身和枪尾三部分构成。喷头由工业纯铜制造,是氧枪的最重要的部分。是几种喷头的结构,a、b、c为氧气转炉用喷头,高压氧(0.6~1.0MPa)由内管供入,在喷头处分流进入若干个先收缩后扩张的拉瓦尔型喷嘴,一般中小转炉采用3个喷嘴,称为三孔喷头,大炉子(100t以上)用4~6个喷嘴。为了使炼钢产生的CO气在炉内燃烧成CO2(二次燃烧)的比例增大,需应用双流喷头或分流喷头。双流喷头有利于主氧流和副氧流比值的调节,但要在枪身处增加一层副氧流道。平炉和电弧炉所用喷头,氧气沿内管和中管间的空隙流入,喷嘴为直圆筒形,但孔数较多,而且和中心线的夹角也大得多。枪身为3根(双流氧枪为4根)同心的无缝钢管,下端连接喷头,上端和枪尾相连。枪尾包括供氧、进水和排水支管及连接法兰和密封胶圈,通过枪尾和车间的氧气管网和高压水管网相连接。

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