第一篇：寶鋼高爐爐前鐵水預(yù)脫硅技術(shù)

寶鋼高爐爐前鐵水預(yù)脫硅技術(shù)

王天球

王士彬

（上海寶山鋼鐵股份有限公司煉鐵廠）

摘要：本文介紹了寶鋼高爐爐前鐵水預(yù)脫硅技術(shù)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)及操作經(jīng)驗(yàn)，分析總結(jié)出了影響脫硅效果和泡沫渣的諸多因素，通過(guò)采取一系列改進(jìn)措施，使高爐爐前脫硅取得了很大的進(jìn)步，為煉鋼冶煉低磷低硫精品鋼提供了優(yōu)質(zhì)低硅鐵水。

關(guān)鍵詞：爐前脫硅

脫硅效果

泡沫渣

影響因素

1.概述

高爐爐前脫硅主要是為煉鋼提供低硅鐵水，冶煉高附加值精品鋼。以往鐵水預(yù)處理都是由煉鋼“三脫”來(lái)進(jìn)行的。由于其工藝復(fù)雜，處理時(shí)間長(zhǎng)，鐵水熱損失大，渣量大，成本高，八十年代初以來(lái)，日本、韓國(guó)、臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)相繼采用高爐爐前鐵水脫硅技術(shù)。其目的在于縮短鋼鐵冶煉全流程生產(chǎn)時(shí)間，降低煉鋼熔劑消耗量，為生產(chǎn)低磷低硫高級(jí)鋼，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力以及改善企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提供必要條件。

高爐爐前脫硅所用的方法主要有投撒法和噴吹法兩種。脫硅劑靠自重撒落到鐵水表面的稱為投撒法，用載氣將脫硅劑以一定速度噴入鐵水中的稱為噴吹法。這兩種方法都有使用實(shí)例。比較而言，投撒法所用的脫硅劑在粒度和種類上可選范圍較寬（如燒結(jié)礦粉和氧化鐵皮等均可應(yīng)用），其系統(tǒng)工藝流程及設(shè)備都比較簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但脫硅劑消耗量大，脫硅劑與鐵水?dāng)嚢璨怀浞?，脫硅產(chǎn)生泡沫渣多，脫硅效果欠佳。日本福山4BF、千葉6BF、韓國(guó)光陽(yáng)4BF等高爐所用的脫硅系統(tǒng)均屬于投撒法。

噴吹法脫硅工藝及設(shè)備相對(duì)要復(fù)雜些，所用的脫硅劑粒度、水分等要求也較高，但脫硅劑與鐵水的混合較好，反應(yīng)界面大，有利于脫硅反應(yīng)進(jìn)行，脫硅效果較好。所用的脫硅劑一般為燒結(jié)廠除塵灰和出鐵廠除塵灰。噴吹法是目前采用較多的一種爐前脫硅工藝。日本的千葉5BF、水島2BF、3BF、4BF、鹿島2BF、3BF、福山2BF、神戶3BF、加古川2BF以及臺(tái)灣中鋼1BF等均采用了噴吹法脫硅。寶鋼采用鐵水預(yù)處理技術(shù)，有利于調(diào)整公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，冶煉國(guó)內(nèi)、外市場(chǎng)需求量不斷增加的低磷、低硫、高純度、高附加值的鋼種，提高公司市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。目前，寶鋼1、2、3號(hào)高爐分別建有脫硅規(guī)模為165萬(wàn)噸/年、325萬(wàn)噸/年、345萬(wàn)

噸/年的三套脫硅工藝系統(tǒng)。

寶鋼爐前脫硅工藝系統(tǒng)采用噴吹法，通過(guò)工藝參數(shù)的調(diào)整，解決了噴吹管線上的脫硅劑堵塞等工藝問(wèn)題，產(chǎn)生了數(shù)項(xiàng)寶鋼技術(shù)秘密。目前生產(chǎn)操作穩(wěn)定，完全能夠滿足煉鋼的低硅（≤0.20％）鐵水的需求，脫硅效率和效果良好，2003年，高爐爐前脫硅合格率（脫硅后鐵水含[SI]≤0.20％的罐數(shù)占全部脫硅罐數(shù)的比率）達(dá)到98.7%，有效地滿足了煉鋼工藝需求。同時(shí)，較大幅度地提高了煉鋼的生產(chǎn)效率和降低了煉鋼的生產(chǎn)成本。

2．脫硅原理

高爐爐前脫硅是煉鋼鐵水預(yù)處理過(guò)程，寶鋼高爐爐前脫硅采用的是噴吹法，即在高爐爐前建有脫硅噴吹站，脫硅劑經(jīng)罐車輸送至脫硅噴吹站，經(jīng)噴吹罐加壓、流化后，通過(guò)噴吹管線，從脫硅噴槍噴入出鐵中的擺動(dòng)流咀中，脫硅劑（主要是燒結(jié)礦粉和除塵粉，含較高的Fe2O3）與鐵水一起進(jìn)入魚雷罐中，脫硅劑與鐵水中的[SI]發(fā)生劇烈反應(yīng)，形成SiO2進(jìn)入渣中，從而達(dá)到鐵水脫[SI]的目的。

在反應(yīng)過(guò)程中,[Si]的氧化反應(yīng)，與[C]、[Mn]的氧化反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。

3.寶鋼高爐爐前鐵水脫硅實(shí)踐 3.1爐前脫硅技術(shù)

高爐爐前脫硅是一項(xiàng)新的生產(chǎn)工藝，根據(jù)公司要求，整個(gè)脫硅系統(tǒng)在高爐正常生產(chǎn)過(guò)程中以技改的形式逐步在寶鋼三座高爐增建，到2001年底，寶鋼三座高爐爐前脫硅系統(tǒng)全部建成并投入運(yùn)行。根據(jù)寶鋼高爐的實(shí)際生產(chǎn)狀況和脫硅工藝特點(diǎn)，主要采取了以下的措施：

① 協(xié)調(diào)組織正常生產(chǎn)和技術(shù)改造施工、生產(chǎn)調(diào)試 寶鋼高爐爐前脫硅技改工程在施工改造過(guò)程中具有以下特點(diǎn)： ? 資金投入量較大，工程改造施工量大，1、2號(hào)高爐分別增加了一臺(tái)爐前脫硅除塵風(fēng)機(jī)，2號(hào)高爐還兼顧到高爐大修后的出鐵場(chǎng)部分平坦化工程。? 施工工作復(fù)雜，難度大，技改工程在高爐生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行，既要確保技改工程的順利進(jìn)行，又不能影響高爐的正常生產(chǎn)，而且有些改造的關(guān)鍵部位與高爐的正常生產(chǎn)直接相關(guān)。

為此，煉鐵廠根據(jù)各高爐的狀況，專門成立以項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為主的脫硅改造推進(jìn)小組，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和推進(jìn)脫硅技改工程的工作。通過(guò)采用區(qū)域負(fù)責(zé)管理、三方簽字確認(rèn)、一事一票等形式，生產(chǎn)方與設(shè)計(jì)單位和施工單位的密切合作，協(xié)調(diào)和推進(jìn)，既保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，又按時(shí)圓滿地完成了脫硅技改工程。同時(shí)，針對(duì)新的工藝技術(shù)特點(diǎn)，及時(shí)組織編寫了崗位操作規(guī)程和安全規(guī)程并組織職工進(jìn)行學(xué)習(xí)，確保了三座高爐的脫硅系統(tǒng)順利投產(chǎn)。

② 脫硅系統(tǒng)設(shè)備創(chuàng)新 脫硅設(shè)備經(jīng)過(guò)不斷改造，已達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，設(shè)備逐漸小型化，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，效率高。已申報(bào)多項(xiàng)專利。

③ 穩(wěn)定高爐生產(chǎn)，實(shí)施低硅冶煉

根據(jù)寶鋼爐前脫硅工藝設(shè)計(jì)要求，為了使鐵水脫硅后的含硅滿足煉鋼需求（[SI]≤0.20%），脫硅前的鐵水溫度須穩(wěn)定，控制鐵水[SI]≤0.42%。近年來(lái)，寶鋼煉鐵技術(shù)在不斷保持世界一流水平的同時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行高爐低硅冶煉操作，通過(guò)對(duì)高爐渣鐵性能的控制、風(fēng)口前理論燃燒溫度控制、高煤氣利用率控制、高噴煤比的控制和原燃料質(zhì)量控制等技術(shù)研究和進(jìn)步，高爐低硅冶煉技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步和提高，近兩年來(lái)，高爐爐況順行、爐溫穩(wěn)定，鐵水含[SI]在0.30%左右。不僅提高了寶鋼的高爐冶煉技術(shù)，降低了高爐生鐵成本，同時(shí)也為高爐爐前脫硅奠定了良好的基礎(chǔ)。

④ 調(diào)整工藝參數(shù)，穩(wěn)定脫硅操作控制

高爐爐前脫硅是寶鋼高爐新的操作工藝技術(shù)，由于脫硅噴吹管線較長(zhǎng)，而且脫硅劑的比重較大，在脫硅操作過(guò)程中容易發(fā)生管線堵塞，影響脫硅操作和脫硅效率。脫硅操作人員根據(jù)新的工藝特點(diǎn)，逐步調(diào)整和優(yōu)化工藝參數(shù)，自主開發(fā)出了“防止管線堵塞控制系統(tǒng)”，確保了脫硅噴吹系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。

⑤ 研究開發(fā)脫硅使用的消泡劑

根據(jù)寶鋼高爐爐前脫硅工藝技術(shù)特點(diǎn)，鐵水的脫硅反應(yīng)在魚雷罐中劇烈進(jìn)行，同時(shí)，由于脫硅過(guò)程也是鐵水脫碳的過(guò)程，碳的氧化和脫硅過(guò)程中渣的粘度等物化性能的變化，造成大量的泡沫渣產(chǎn)生，不僅影響脫硅效率，也對(duì)實(shí)際操作生產(chǎn)帶來(lái)極不利的影響。通過(guò)對(duì)脫硅反應(yīng)機(jī)理、脫硅過(guò)程中渣的粘度、堿度和表面張力等物性的研究，相應(yīng)研究開發(fā)出適合寶鋼高爐爐前脫硅工藝要求的消泡劑，實(shí)際使用過(guò)程中在保持脫硅效率的條件下有效地抑制了泡沫渣的產(chǎn)生，效果良好。3.3.2脫硅操作技術(shù)管理 1).脫硅劑輸送

脫硅劑由吸引壓送罐車送到噴吹站附近，通過(guò)罐車上的氣泵及噴吹站的補(bǔ)氣氣源將脫硅劑壓送到儲(chǔ)粉倉(cāng)中。每一個(gè)儲(chǔ)粉倉(cāng)和噴吹罐均設(shè)有稱量裝置，監(jiān)視料位、裝料及噴吹過(guò)程。

噴吹站內(nèi)脫硅劑的輸送是用壓縮空氣輸送的。輸送氣體的流量通過(guò)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制。脫硅劑的投放速度通過(guò)改變料流調(diào)節(jié)閥的開度和罐壓等參數(shù)加以控制。2).脫硅操作

脫硅操作時(shí)噴槍頭處于擺動(dòng)流嘴鐵水平面上一定的高度。脫硅劑與空氣混合物在噴槍頭處以扁平大流股沖入鐵水中，以加大脫硅劑與鐵水接觸面，提高脫硅效率。

噴槍的操作及其位置控制由噴槍傳動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。操作該設(shè)備能完成噴槍升降、擺動(dòng)、橫向移動(dòng)三個(gè)動(dòng)作。生產(chǎn)中操作人員通過(guò)該設(shè)備控制噴槍頭與擺動(dòng)流嘴中的鐵水面保持最佳的位置狀態(tài)。

脫硅劑投入量隨出鐵速度變化，通過(guò)調(diào)擋位控制脫硅劑單耗。當(dāng)脫硅過(guò)程中有泡沫渣產(chǎn)生時(shí)，可適當(dāng)加入消泡劑。

4.影響脫硅效果的因素 4.1脫硅劑單耗

脫硅劑單耗是影響脫硅效果的主要因素之一。下面是脫硅劑單耗與脫硅效率和脫后硅的關(guān)系。

脫硅劑單耗與脫硅效率的關(guān)系脫硅劑單耗與脫后硅的關(guān)系1004540％80％351，030.率60025效，硅40硅20脫后1520脫***2030脫硅劑單耗，kg/t脫硅劑單耗，kg/t圖1.脫硅劑單耗與脫硅效率和脫后硅的關(guān)系 Fig.1 The relation between agent consumption and

desilication efficence

由上圖可以看出，脫硅效率隨脫硅劑單耗的升高而升高，這主要是因?yàn)閲嶈F脫硅劑消耗量增加，脫硅反應(yīng)更加充分所致。4.2鐵水溫度

合適的鐵水溫度對(duì)脫硅效果也有一定的影響。溫度低，鐵水中硅含量也低，硅的濃度梯度小，反應(yīng)動(dòng)力小，脫硅劑主要和碳反應(yīng)，脫硅效果差，并且容易起泡；溫度高，硅含量高，鐵水比較粘，反應(yīng)不易充分進(jìn)行，脫硅效率要受到一定影響，硅也不容易脫下來(lái)。如圖所示為鐵水溫度與脫硅效率和脫后硅的關(guān)系?？梢钥闯觯F水溫度在1505度左右平均脫硅效率最高。

鐵水溫度與脫硅效率的關(guān)系鐵水溫度與脫后硅的關(guān)系10050％80％401，0率60.030效，硅40硅20脫后20脫100014601480***0***0***01560鐵水溫度，℃鐵水溫度，℃圖2.鐵水溫度與脫硅效率和脫后硅的關(guān)系 Fig.2 The relation between PT and desilication efficence

4.3原始硅高低

原始硅的高低對(duì)脫硅效率和脫后硅的影響也是主要因素。由圖可以看出，原始硅和脫后硅基本成線性關(guān)系，原始硅越低脫后硅也越低，這很容易理解。但原始硅高低與脫硅效率成一個(gè)拋物線關(guān)系，也就是原始硅在0.35％左右時(shí)脫硅效率最高，這也和鐵水溫度與脫硅效率的關(guān)系相對(duì)應(yīng)。

前硅與后硅的關(guān)系前硅與脫硅效率的關(guān)系50％401001％0.30，800，率60硅20效后硅4010脫***0406080前硅，0.01％前硅，0.01％圖3.原始硅與脫硅效率和脫后硅的關(guān)系 Fig.3 The relation between [Si]i and desilication efficence

4.4脫硅劑成分、粒度

脫硅劑的成分特別是含氧量對(duì)脫硅效率的影響較大，因?yàn)槊摴柽^(guò)程就是脫硅劑中的氧與鐵水中的硅反應(yīng)的過(guò)程，脫硅劑含氧量越高，脫硅效果越好。脫硅劑的其它成分，如氧化鈣等對(duì)脫硅渣的堿度有調(diào)節(jié)作用，對(duì)脫硅反應(yīng)也很重要。脫硅劑的粒度對(duì)脫硅效果的影響主要表現(xiàn)在：粒度太粗，噴吹易堵，影響脫硅操作，脫硅劑難以達(dá)到有效噴吹量；粒度太細(xì)，大部分脫硅劑被集塵吸走，進(jìn)入鐵水的脫硅劑量減少，影響脫硅效果。

4.5渣子翻泡

渣子起泡是脫硅反應(yīng)中不可避免的現(xiàn)象，翻泡劇烈，影響受鐵量，受鐵末期易使鐵水翻出下地，必須適當(dāng)投入消泡劑，甚至不得不提前停止脫硅。這樣脫硅劑很難達(dá)到合適的噴吹量，并且最后的受鐵沒有脫硅，很難保證脫硅合格。

4.6操作方法

恰當(dāng)?shù)牟僮鞣椒▽?duì)提高脫硅效果和降低渣子起泡也非常重要。噴槍的位置、噴吹速度、噴吹時(shí)機(jī)等都是重要的影響因素。噴槍位置過(guò)高或噴吹速度過(guò)小，脫硅劑被除塵吸走的多，并且沖擊鐵水的攪拌力弱，反應(yīng)不充分，浮在鐵水表面的脫硅劑多，還會(huì)造成渣子粘度增加，容易起泡；噴槍位置過(guò)低或噴吹速度過(guò)大，對(duì)鐵水的沖擊力大，反應(yīng)太劇烈，也容易起泡，并且濺出的鐵水容易燒壞噴槍頭。恰當(dāng)?shù)膰姶禃r(shí)機(jī)不僅可以提高脫硅效率，還可以降低脫硅劑單耗，降低渣子起泡。開始受鐵時(shí)沒有必要噴吹，當(dāng)受鐵100噸時(shí)開始噴吹，這時(shí)借助鐵水的沖擊攪拌，先前的鐵水也能和脫硅劑反應(yīng)，并且起到緩沖作用，不至于反應(yīng)太劇烈而造成翻泡。這時(shí)要控制好噴吹速度，當(dāng)受鐵即將完畢時(shí)，要達(dá)到合適的噴吹量。如果渣子翻泡，及時(shí)投入消泡劑，并適當(dāng)降低噴吹速度，必要時(shí)可向另一側(cè)受鐵幾分鐘。最好能控制在受鐵結(jié)束前2～3分鐘結(jié)束脫硅，這時(shí)魚雷罐車?yán)锏蔫F水液面由于良好的反應(yīng)呈魚鱗狀波紋。

5．脫硅泡沫渣的產(chǎn)生及抑制

由于脫硅過(guò)程是一種劇烈的氧化反應(yīng)過(guò)程，脫硅的過(guò)程又是脫碳的過(guò)程，鐵水中的[C]被氧化生成CO氣體，造成脫硅過(guò)程中產(chǎn)生大量的泡沫渣，泡沫渣的產(chǎn)生不但影響脫硅效率，而且泡沫渣極易造成魚雷罐罐口熔渣滿溢，影響魚雷罐的鐵水裝載量，且容易引發(fā)不安全的事故發(fā)生。針對(duì)這種情況，研究開發(fā)出了高爐爐前脫硅消泡劑，有效地抑制了泡沫渣的產(chǎn)生，確保了脫硅的正常進(jìn)行。

圖4 不同溫度下脫硅渣的起泡情況

圖5 生鐵初始含硅量與脫硅渣的泡沫化

圖6 堿度對(duì)脫硅泡沫渣的影響

圖7 CaO的消泡作用

6．寶鋼高爐爐前脫硅技術(shù)進(jìn)步

自從噴吹法脫硅系統(tǒng)投入生產(chǎn)以來(lái)，通過(guò)實(shí)踐不斷摸索經(jīng)驗(yàn)，不斷調(diào)整操作參數(shù)，脫硅效率和合格率逐漸提高，脫硅后的硅含量逐漸降低。目前脫硅合格率能達(dá)到95%以上，脫硅效率在60%以上，脫硅后平均硅含量在0.10～0.15%左右。脫硅劑單耗保持在18～25kg/t鐵之間。

7．結(jié)束語(yǔ)

寶鋼采用鐵水預(yù)處理技術(shù)，有利于調(diào)整公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，冶煉國(guó)內(nèi)、外市場(chǎng)需求量不斷增加的低磷、低硫、高純度、高附加值的鋼種，提高公司市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。鐵水脫硅為鐵水三脫預(yù)處理的新的工藝技術(shù)，寶鋼在高爐爐前增建噴吹法鐵水脫硅系統(tǒng)，不僅有效地解決了煉鋼生產(chǎn)所需的低硅鐵水，在工藝技術(shù)上，也大大提高了脫硅操作的穩(wěn)定性和脫硅效率。同時(shí)，通過(guò)增建爐前脫硅除塵系統(tǒng)，有效地控制了爐前的煙塵，改善了作業(yè)環(huán)境。寶鋼高爐爐前脫硅技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)唯一一家比較成熟的新技術(shù)。寶鋼通過(guò)自己不斷摸索實(shí)踐，各

項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不斷提高。隨著寶鋼高爐操作技術(shù)的不斷進(jìn)步，爐前出鐵含硅量已經(jīng)很低，這為爐前脫硅提供了良好的基礎(chǔ)。隨著社會(huì)對(duì)精品鋼的要求越來(lái)越多，爐前脫硅技術(shù)一定會(huì)以其競(jìng)爭(zhēng)力在全世界推廣開來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

1.施月循.林成城 寶鋼爐前鐵水脫硅工藝試驗(yàn)研究，1998.11

2.王士彬.《寶鋼高爐爐前脫硅技術(shù)》,2001全國(guó)大高爐年會(huì)論文集,2001.09

第二篇：2002年大高爐會(huì)議征文爐前脫硅技術(shù)

寶鋼高爐爐前脫硅技術(shù)

內(nèi)容提要

寶鋼采用鐵水預(yù)處理技術(shù)，有利于調(diào)整公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，冶煉國(guó)內(nèi)、外市場(chǎng)需求量不斷增加的低磷、低硫、高純度、高附加值的鋼種，提高公司市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。為此，必須在高爐爐前增設(shè)脫硅工藝。目前，寶鋼1、2、3號(hào)高爐分別建有脫硅規(guī)模為165萬(wàn)噸/年、325萬(wàn)噸/年（大修后可達(dá)到370萬(wàn)噸/年）、345萬(wàn)噸/年的三套脫硅工藝系統(tǒng)。

寶鋼爐前脫硅由北京鋼鐵研究設(shè)計(jì)總院設(shè)計(jì)，寶鋼上檢公司等單位施工。工藝系統(tǒng)采用噴吹法，通過(guò)工藝參數(shù)的調(diào)整，解決了噴吹管線上的脫硅劑堵塞等工藝問(wèn)題，產(chǎn)生了數(shù)項(xiàng)寶鋼技術(shù)秘密。目前生產(chǎn)操作穩(wěn)定，完全能夠滿足煉鋼的低硅（≤0.20％）鐵水的需求，脫硅效率和效果良好，2001年，高爐爐前脫硅合格率（脫硅后鐵水含[SI]≤0.20％的罐數(shù)占全部脫硅罐數(shù)的比率）達(dá)到97.7%，有效地滿足了煉鋼工藝需求。同時(shí)，較大幅度地提高了煉鋼的生產(chǎn)效率和降低了煉鋼的生產(chǎn)成本，根據(jù)煉鋼生產(chǎn)實(shí)績(jī)計(jì)算，1噸鐵水每脫[SI]0.01%，可降低煉鋼成本0.71元。1項(xiàng)目的主要技術(shù)內(nèi)容 A、采用的技術(shù)原理：

高爐爐前脫硅是煉鋼鐵水預(yù)處理過(guò)程，寶鋼高爐爐前脫硅采用的是噴吹法，即在高爐爐前建有脫硅噴吹站，脫硅劑經(jīng)罐車輸送至脫硅噴吹站，經(jīng)噴吹罐加壓、流化后，通過(guò)噴吹管線，從脫硅噴槍噴入出鐵中的擺動(dòng)流咀中，脫硅劑（主要是燒結(jié)礦粉和除塵粉，含較高的FeO）與鐵水一起進(jìn)入魚雷罐中，脫硅劑與鐵水中的[SI]發(fā)生劇烈反應(yīng)，形成SiO2進(jìn)入渣中，從而達(dá)到鐵水脫[SI]的目的，其反應(yīng)式為：

2FeO+[SI]=SiO2+2[Fe] 同時(shí)，由于脫硅過(guò)程是一種劇烈的氧化反應(yīng)過(guò)程，脫硅的過(guò)程又是脫碳的過(guò)程，鐵水中的[C]被氧化生成CO氣體，造成脫硅過(guò)程中產(chǎn)生大量的泡沫渣，泡沫渣的產(chǎn)生不但影響脫硅效率，而且泡沫渣極易造成魚雷罐罐口熔渣滿溢，影響魚雷罐的鐵水裝載量，且容易引發(fā)不安全的事故發(fā)生。針對(duì)這種情況，研究開發(fā)出了高爐爐前脫硅消泡劑，有效地抑制了泡沫渣的產(chǎn)生，確保了脫硅的正常進(jìn)行。

高爐爐前脫硅是一項(xiàng)新的生產(chǎn)工藝，根據(jù)公司要求，整個(gè)脫硅系統(tǒng)在高爐正常生產(chǎn)過(guò)程中以技改的形式逐步在寶鋼三座高爐增建，到2001年底，寶鋼三座高爐爐前脫硅系統(tǒng)全部建成并投入運(yùn)行。根據(jù)寶鋼高爐的實(shí)際生產(chǎn)狀況和脫硅工藝特點(diǎn)，主要采取了以下的措施：

① 協(xié)調(diào)組織正常生產(chǎn)和技術(shù)改造施工、生產(chǎn)調(diào)試

寶鋼高爐爐前脫硅技改工程在施工改造過(guò)程中具有以下特點(diǎn)： ? 資金投入量較大，工程改造施工量大，1、2號(hào)高爐分別增加了一臺(tái)爐前脫硅除塵風(fēng)機(jī)，2號(hào)高爐還兼顧到高爐大修后的出鐵場(chǎng)部分平坦化工程。

? 施工工作復(fù)雜，難度大，技改工程在高爐生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行，既要確保技改工程的順利進(jìn)行，又不能影響高爐的正常生產(chǎn)，而且有些改造的關(guān)鍵部位與高爐的正常生產(chǎn)直接相關(guān)。

為此，煉鐵廠根據(jù)各高爐的狀況，專門成立以項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為主的脫硅改造推進(jìn)小組，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和推進(jìn)脫硅技改工程的工作。通過(guò)采用區(qū)域負(fù)責(zé)管理、三方簽字確認(rèn)、一事一票等形式，生產(chǎn)方與設(shè)計(jì)單位和施工單位的密切合作，協(xié)調(diào)和推進(jìn)，既保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，又按時(shí)圓滿地完成了脫硅技改工程。同時(shí)，針對(duì)新的工藝技術(shù)特點(diǎn)，及時(shí)組織編寫了崗位操作規(guī)程和安全規(guī)程并組織職工進(jìn)行學(xué)習(xí)，確保了三座高爐的脫硅系統(tǒng)順利投產(chǎn)。

② 穩(wěn)定高爐生產(chǎn)，實(shí)施低硅冶煉

根據(jù)寶鋼爐前脫硅工藝設(shè)計(jì)要求，為了使鐵水脫硅后的含硅滿足煉鋼需求（[SI]≤0.20%），脫硅前的鐵水溫度須穩(wěn)定，控制鐵水[SI]≤0.42%。近年來(lái)，寶鋼煉鐵技術(shù)在不斷保持世界一流水平的同時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行高爐低硅冶煉操作，通過(guò)對(duì)高爐渣鐵性能的控制、風(fēng)口前理論燃燒溫度控制、高煤氣利用率控制、高噴煤比的控制和原燃料質(zhì)量控制等技術(shù)研究和進(jìn)步，高爐低硅冶煉技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步和提高，近兩年來(lái)，高爐爐況順行、爐溫穩(wěn)定，鐵水含[SI]在0.30%左右。不僅提高了寶鋼的高爐冶煉技術(shù)，降低了高爐生鐵成本，同時(shí)也為高爐爐前脫硅奠定了良好的基礎(chǔ)。

③ 調(diào)整工藝參數(shù)，穩(wěn)定脫硅操作控制

高爐爐前脫硅是寶鋼高爐新的操作工藝技術(shù)，其操作方式采用噴吹法，即脫硅劑經(jīng)罐車輸送至脫硅噴吹站，由噴吹罐加壓、流化后，通過(guò)脫硅噴吹管線輸送至出鐵場(chǎng)擺動(dòng)流咀平臺(tái)，采用脫硅專用噴槍噴入出鐵中的擺動(dòng)流咀中，脫硅劑與鐵水一起進(jìn)入魚雷罐進(jìn)行鐵水脫硅。由于脫硅噴吹管線較長(zhǎng)，而且脫硅劑的比重較大，在脫硅操作過(guò)程中容易發(fā)生管線堵塞，影響脫硅操作和脫硅效率。脫硅操作人員根據(jù)新的工藝特點(diǎn)，逐步調(diào)整和優(yōu)化工藝參數(shù)，自主開發(fā)出了“防止管線堵塞控制系統(tǒng)”，確保了脫硅噴吹系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。

④ 研究開發(fā)脫硅使用的消泡劑

根據(jù)寶鋼高爐爐前脫硅工藝技術(shù)特點(diǎn)，鐵水的脫硅反應(yīng)在魚雷罐中劇烈進(jìn)行，同時(shí)，由于脫硅過(guò)程也是鐵水脫碳的過(guò)程，碳的氧化和脫硅過(guò)程中渣的粘度等物化性能的變化，造成大量的泡沫渣產(chǎn)生，不僅影響脫硅效率，也對(duì)實(shí)際操作生產(chǎn)帶來(lái)極不利的影響。通過(guò)對(duì)脫硅反應(yīng)機(jī)理、脫硅過(guò)程中渣的粘度、堿度和表面張力等物性的研究，相應(yīng)研究開發(fā)出適合寶鋼高爐爐前脫硅工藝要求的消泡劑，實(shí)際使用過(guò)程中在保持脫硅效率的條件下有效地抑制了泡沫渣的產(chǎn)生，效果良好。

B、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)造點(diǎn)（限400個(gè)漢字）：

1)技改工程量大，現(xiàn)場(chǎng)施工難度大，環(huán)境復(fù)雜：高爐脫硅技改工程分別在寶鋼三座高爐進(jìn)行，時(shí)間跨度長(zhǎng)，工程投入量大，現(xiàn)場(chǎng)施工難度大環(huán)境復(fù)雜。在實(shí)際改造過(guò)程中，既要保證高爐的生產(chǎn)正常進(jìn)行，設(shè)備改造上近可能利用高爐現(xiàn)有的各類設(shè)備，又要確保脫硅改造的順利完成。通過(guò)采用區(qū)域管理負(fù)責(zé)制、分期改造建設(shè)、分期投產(chǎn)、不斷改進(jìn)等行之有效的管理方式，確保了三座高爐脫硅技改工程的順利進(jìn)行并投產(chǎn)成功。

2)穩(wěn)定高爐生產(chǎn)順行和爐溫控制：高爐爐況的順行和爐溫控制的穩(wěn)定是高爐爐前脫硅順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，近年來(lái)，三座高爐鐵水含[SI]穩(wěn)定在0.30%左右，有利于提高爐前脫硅質(zhì)量和滿足煉鋼需求。

3)調(diào)整和優(yōu)化工藝參數(shù)：作為一種新的爐前工藝技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)有脫硅劑性質(zhì)和工藝特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)整和優(yōu)化操作參數(shù)，穩(wěn)定了脫硅操作并形成了寶鋼專有的操作技術(shù)秘密。

4)研究開發(fā)脫硅專用消泡劑：通過(guò)對(duì)高爐爐前脫硅機(jī)理的研究，開發(fā)出了寶鋼專用的脫硅消泡劑，穩(wěn)定了脫硅操作并保證了脫硅質(zhì)量。

2、項(xiàng)目與國(guó)內(nèi)外益友同類先進(jìn)技術(shù)的對(duì)比情況 綜合評(píng)述：

寶鋼采用鐵水預(yù)處理技術(shù)，有利于調(diào)整公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，冶煉國(guó)內(nèi)、外市場(chǎng)需求量不斷增加的低磷、低硫、高純度、高附加值的鋼種，提高公司市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。鐵水脫硅為鐵水三脫預(yù)處理的新的工藝技術(shù)，寶鋼在高爐爐前增建噴吹法鐵水脫硅系統(tǒng)，不僅有效地解決了煉鋼生產(chǎn)所需的低硅鐵水，在工藝技術(shù)上，也大大提高了脫硅操作的穩(wěn)定性和脫硅效率。同時(shí)，通過(guò)增建爐前脫硅除塵系統(tǒng)，有效地控制了爐前的煙塵，改善了作業(yè)環(huán)境。

寶鋼高爐爐前脫硅系統(tǒng)采用噴吹法，即在高爐爐前建有脫硅噴吹站，脫硅劑經(jīng)罐車輸送至脫硅噴吹站，經(jīng)噴吹罐加壓、流化后，通過(guò)噴吹管線，從脫硅噴槍噴入出鐵中的擺動(dòng)流咀中，脫硅劑與鐵水一起進(jìn)入魚雷罐中，與鐵水中的[SI]發(fā)生劇烈反應(yīng)，形成SiO2進(jìn)入渣中，從而達(dá)到鐵水脫[SI]的目的，這種方式操作相對(duì)簡(jiǎn)單，脫硅效果好，2000年高爐脫硅合格率為95.0％，2001年高爐脫硅合格率為97.76%。至2001年底，寶鋼三座高爐爐前脫硅系統(tǒng)全面建成并投產(chǎn)（1997年1號(hào)高爐脫硅改造投產(chǎn)，1999年4月3號(hào)高爐脫硅改造投產(chǎn)，2001年底2號(hào)高爐脫硅改造投產(chǎn)），年脫硅能力達(dá)到835萬(wàn)噸，根據(jù)計(jì)算，采用高爐爐前脫硅，每噸鐵水下降0.01%，則可降低煉鋼成本0.71元，經(jīng)濟(jì)效益十分巨大。

寶鋼高爐爐前的此種脫硅工藝在國(guó)內(nèi)為首創(chuàng)，在國(guó)際上亦為先進(jìn)工藝技術(shù)。3．項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益情況

第三篇：重鋼鐵水脫硅工藝研究及應(yīng)用

重鋼鐵水脫硅工藝研究及應(yīng)用

（壹佰鋼鐵網(wǎng)推薦）鐵水中的硅并非轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源，過(guò)高的硅含量只會(huì)增大轉(zhuǎn)爐脫磷難度，影響煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定。

重鋼采用的是緊湊的“一罐制”生產(chǎn)組織模式，對(duì)鐵水硅含量提出了更高的要求。目前，高爐鐵水硅含量平均為0.45%，基本滿足煉鋼生產(chǎn)需要。但鐵水硅含量波動(dòng)大，一般為0.10%~1.25%，大于0.80%的比例約6%，對(duì)“一罐制”生產(chǎn)順行影響較大。而且，從理論和實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)上分析，鐵水硅含量越低，對(duì)轉(zhuǎn)爐脫磷越有利，故探討、選擇適宜的脫硅工藝很有必要。

高爐到轉(zhuǎn)爐脫硅大不同

高爐出鐵過(guò)程脫硅。高爐出鐵過(guò)程脫硅最直接的辦法就是在高爐鐵溝內(nèi)進(jìn)行脫硅處理，該處理工藝不增加高爐—鐵水預(yù)處理流程的時(shí)間，且處理能力較大、溫降小。脫后渣還可以在鐵水預(yù)處理工序進(jìn)行處理，不影響“一罐制”模式的順行。這種辦法成本低，在早期的一些文獻(xiàn)中已有記載，脫硅率一般為50%左右。故從現(xiàn)有條件上考慮，重鋼采用自然投入法在高爐鐵溝內(nèi)進(jìn)行脫硅試驗(yàn)。其工藝過(guò)程是將脫硅劑投入鐵溝內(nèi)流動(dòng)的鐵水表面，借助鐵水從主溝流入鐵水罐時(shí)的沖擊攪拌作用促進(jìn)脫硅反應(yīng)的進(jìn)行。

從試驗(yàn)結(jié)果可看出：多批次加入脫硅劑有利于脫硅反應(yīng)的進(jìn)行，且波動(dòng)性較一次性加入時(shí)??；最佳的脫硅劑加入方式應(yīng)該是多批次加入，且前期量稍大，并逐漸遞減。

KR法脫硅。KR法的主要原理是以一個(gè)外襯為耐火材料的攪拌器浸入鐵水罐熔池內(nèi)一定深度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)攪拌，使鐵水形成漩渦，并將加入的熔劑卷入鐵水中，在充分的動(dòng)力學(xué)效果下與鐵水進(jìn)行混合、反應(yīng)的一種方法。這一方法原來(lái)一直用于鐵水脫硫，武鋼在上世紀(jì)70年代從日本引進(jìn)，目前在國(guó)內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用。

重鋼在210t公稱容量的KR脫硫裝置上進(jìn)行了KR法脫硅試驗(yàn)。從試驗(yàn)結(jié)果可看出：鐵水脫硅率隨脫硅劑加入量增大而提高；盡管進(jìn)KR站鐵水的溫度較高爐出鐵溫度稍低，但充分?jǐn)嚢璧膭?dòng)力學(xué)效果更有利于提高脫硅率。

轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程脫硅。其主要的方式包括轉(zhuǎn)爐雙渣操作和轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)脫硅。

轉(zhuǎn)爐雙渣操作是轉(zhuǎn)爐煉鋼常用的造渣方法，其重要作用之一就是處理含硅量較高的鐵水。生產(chǎn)實(shí)踐證明，轉(zhuǎn)爐雙渣操作基本上可以解決含硅量為0.80%~1.25%的鐵水對(duì)轉(zhuǎn)爐脫磷的影響問(wèn)題，且主要用于吹煉普碳鋼或走LF精煉工藝路線的一般優(yōu)質(zhì)鋼。但鐵水硅含量越高，轉(zhuǎn)爐操作越不穩(wěn)定，易造成轉(zhuǎn)爐干法泄爆，影響生產(chǎn)順行。故對(duì)于硅含量大于1.25%的異常高硅鐵水還應(yīng)探尋其他解決辦法。

轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)多家鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用和推廣。該工藝是將脫磷、脫碳分別在兩個(gè)轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行，其中一個(gè)進(jìn)行鐵水脫磷，另一個(gè)轉(zhuǎn)爐將脫磷處理后的鐵水進(jìn)行脫碳升溫，從而取得純凈度較高的鋼水。

轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)技術(shù)在設(shè)計(jì)上又分為異跨異爐、同跨異爐和同跨同爐模式。重鋼具備同一轉(zhuǎn)爐分別承擔(dān)脫磷爐和脫碳爐任務(wù)的能力，屬于同跨同爐模式，類似轉(zhuǎn)爐雙渣，作業(yè)時(shí)間短。故此次運(yùn)用轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)技術(shù)試驗(yàn)處理異常高硅鐵水，前一爐吹煉的主要任務(wù)是將鐵水中的硅含量脫至0.40%左右，然后將脫硅處理后的鐵水重新倒入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行脫碳、脫磷。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法脫硅率較高，可將異常鐵水的硅含量平均脫至0.43%。但過(guò)程控制很不穩(wěn)定，操作工藝還有待進(jìn)一步優(yōu)化。

工藝選擇講究因地制宜

結(jié)合重鋼的生產(chǎn)工藝狀況，上述脫硅工藝的優(yōu)缺點(diǎn)和脫硅率對(duì)比見附表。

“一罐制”生產(chǎn)組織模式對(duì)時(shí)間節(jié)奏的要求非常嚴(yán)格，不增加“一罐制”生產(chǎn)流程的時(shí)間是生產(chǎn)順行的前提，故高爐出鐵過(guò)程脫硅和KR法脫硅的實(shí)用性更高。其中，高爐出鐵過(guò)程脫硅的效率較高，應(yīng)作為正常生產(chǎn)過(guò)程中的主要脫硅工藝。這兩種脫硅工藝基本可以解決目前比例約占6%的高硅鐵水的問(wèn)題。由于KR站在初期設(shè)計(jì)上未考慮增設(shè)其他加料裝置，且結(jié)構(gòu)非常緊湊，目前均采用人工投擲的辦法加入脫硅劑，加入量較少。因此，KR法脫硅率還有較大的提升空間。但是否須要進(jìn)一步整改和優(yōu)化，還有待就成本和效益進(jìn)行論證。

轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法脫硅雖然不穩(wěn)定，但仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間，而且其脫后硅含量平均可控制在0.40%~0.45%，基本滿足轉(zhuǎn)爐脫磷要求。高爐在開爐或復(fù)風(fēng)前期以及洗爐時(shí)，常伴有硅含量異常高的鐵水，轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法脫硅可作為處理這類異常高硅鐵水的應(yīng)急方案。

從降低轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)成本、提高鋼水質(zhì)量上考慮，在鐵耗較高并能保證一定硅含量的前提下，鐵水硅含量應(yīng)越低越好。因此，各鋼廠應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件和要求選擇適宜的鐵水脫硅工藝。（壹佰鋼鐵網(wǎng)推薦）