高强铝铁压球在转炉炼钢中的应用

高强铝铁压球在转炉炼钢中的应用

钟凌鹏

中钢石家庄工程设计研究院有限公司河北石家庄市050021

摘要：目前，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步。主要介绍高强铝铁压球的生产工艺流程和化学成分及现场使用情况。高强铝铁压球通过物理挤压成型，生产能耗低、污染小、便于储存且强度高不易粉化，减轻了现场环保压力，是节能减排，实现绿色化的新型含铝复合脱氧剂。在转炉炼钢中，高强铝铁压球在使用量、脱氧能力和出钢温降方面与铝铁合金基本一致，但其生产工艺简单、成本低，因此，使用高强铝铁压球替代铝铁合金能达到降本增效的目的。

关键词：高强铝铁压球；化学成分；复合脱氧剂；降本增效

引言

现在工业生产在技术方面更新换代的速度越来越快，而其自动化技术的应用也变得非常普遍了，其技术的应用加快了我国炼钢技术的发展和创新，为我国钢铁的生产效益提升了一个层次，也为我国的生态环境做出重要的贡献。在新时代，社会发展的速度越来越快，其钢铁自动化技术也一样，那么现在的钢铁企业如何适应这个时代，他们面临着一系列的问题。为了解决这些问题，提升钢铁的生产能力和生产效率，钢铁企业对自动化控制技术的研究要加大资金的投入，使得在钢铁的生产过程充分地应用计算机技术，减少人工粗放性地生产，避免一些不必要的物力消耗，加快钢铁的自动化和现代化。

1转炉烟气分析自动炼钢工艺

转炉烟气分析自动炼钢技术，是基于转炉区域所有相关物料信息、供氧数据以及冶炼过程烟气实时分析数据，对转炉的冶炼过程实施计算机控制的自动化炼钢技术。包括：主吹前的预计算；主吹阶段的在线计算，预测转炉冶炼过程的实时温度、成分、质量等信息，并通过转炉基础自动化系统对转炉冶炼实施控制；主吹结束后，模型进行校正计算、合金化计算和反馈计算。

2生产工艺流程

高强铝铁压球的生产工艺流程主要为：①将铝粉和铁粉按一定的比例用电子皮带秤进行称量，然后混合均匀，每次混合料总量为1t；②将混合料提升至中间料仓，通过螺旋输料机均匀供料至压球机进行挤压成型；③对成型后的压球进行破碎，然后提升至回转筛筛分，筛下料返回料仓进行循环利用，筛上物即为成品高强铝铁压球。该方法得到的高强铝铁压球粒度、成分与铝铁合金基本一致，且生产工艺简单，克服了中频感应电炉生产铝铁合金过程中能耗高、污染大等缺陷。高强铝铁压球原材料多为二次利用资源，价格低，随着环保整治力度的加大，高强铝铁压球的发展前景可观。

3脱氧能力对比

高强铝铁压球和铝铁合金的主要作用是脱去钢水中多余的氧，其脱氧能力直接影响元素收得率，是评价脱氧合金质量的重要指标之一。在钢水量为358t左右，出钢温度为1663～1671℃，停吹游离氧727～771ppm的条件下，加入高强铝铁压球后钢包铝含量为32ppm，加入铝铁合金后钢包铝含量为34ppm，两者差异较小。图2为高强铝铁压球与铝铁合金每炉脱氧后钢包铝含量对比，可以看出高强铝铁压球与铝铁合金的脱氧能力相当且更稳定。

4自动化控制技术应用于转炉炼钢系统

因为自动化控制技术有着其复杂性和精密性，所以在转炉炼钢的系统中的应用上，需要根据转炉炼钢的实际情况和一些具体的需求进行总体和细节上的设计，大多数钢铁企业在转炉炼钢应用自动化控制技术一般是采用二级计算机控制技术。基础自动化控制是一级计算机控制技术，转炉炼钢过程中的自动化控制是二级计算机控制技术，在这两级之外有与生产管理的硬件通信接口。一级计算机是连接电气、仪器仪表和人工操作设备，二级计算机则是连接服务器、客户机和打印机，这两级计算都与一个系统连接在一起，保证所有的设备都能够连接和传达信息。在转炉炼钢自动化控制系统中，一级和二级联合运行，一级对转炉炼钢的实时信息进行采集，监控设备中的各种数据，并在处理工艺过程采集相关数据，最后通过所有信息汇总到计算机系统中进行处理，有故障则会发出警报，给工作人员提供最佳处理方案，然后工作人员按照操作指令进行顺序控制。二级则是在一级的数据收集基础，进行计算和学习使用，给转炉炼钢的数据和变化进行积累，从而对转炉炼钢的过程有进行效控制。在转炉炼钢自动化控制技术应用中，一个成熟的系统结合最佳的生产流程，一种高度自动化的控制技术结合熟练且经验丰富的工作人员，让钢铁的冶炼和设备的运行都能够有细微化的控制，所有的生产细节问题都能及时地应对，这极大地提高了钢铁的冶炼效率。

5溅渣的重要工艺参数

5．1渣成分

转炉一般都使用镁碳砖作为它的炉衬，减少炉衬侵蚀的重点就在于提高渣中氧化镁含量。当渣中氧化镁的含量接近饱和时，炉衬中氧化镁的溶解量就很少，也就提高了炉衬的寿命。炉渣碱度也是影响渣中氧化镁含量的重要因素，如果终渣碱度为三左右时，氧化镁含量则在百分之八左右就能使氧化镁达到炮和。所以国内各种外转炉溅渣的氧化镁含量一般控制在百分之八到十四。渣中氧化铁含量的高低严重影响着炉衬侵蚀和溅渣效果。渣中氧化铁的矿物多为低熔点铁酸盐，熔点远远低于出钢温度，且氧化铁含量越高，铁酸盐也随之就越多，渣的流动性也就越好，造成对炉衬侵蚀作用加大且不容易附着在炉衬上。若渣中氧化铁含量过低，又会造成转炉造渣和去除磷、硫困难。故操作中严格控制渣中氧化铁含量尤为重要。

5.2溅渣时间

溅渣时间一般是按炉子炉渣状况、炉内渣量、吨位、供气量及生产节奏等综合考量，国内各钢厂吹氮时间一般为三到五分钟。吹氮气的主要目的是为溅渣提供动力，另外还有冷却炉渣起到保护的作用。在吹氮气的前两分钟主要是在冷却炉渣，因为在这段时间的炉渣相对来说还比较稀，即使滤渣溅到炉壁上也粘附效果不好。吹氮气两分钟以后，炉渣开始大量的溅起，其喷溅程度可达到到炉帽处，炉衬挂渣情况良好。在实践中我们发现，溅渣时间越长，炉衬挂渣也就越多，如若时间过长则会造成炉底、熔池炉壁均沾挂渣过多，从而造成炉底上涨。溅渣时间过长也会影响生产节奏，升高生产成本，溅渣时间需根据实际生产条件来最终确定。

5.3调渣剂

护炉效果的重要因素之一就是溅渣层抗侵蚀能力。抗侵蚀能力差的话，需要每炉都进行溅渣操作，这样不仅会增加氮气用量而且会延长冶炼的周期。所以，很有必要提高渣的熔化温度，以更好提高护护效果。为此，我们给炉渣加入调渣剂，来改变炉渣质量，从而满足提高渣的熔化温度需要。调渣剂不仅可以提高溅渣熔点，还能使炉渣更容易溅起，实现改善溅渣的动力学条件的功能。调渣剂还能在渣中产生弥散固相质点，提高渣与炉衬的结合能力。

结语

通过了解高强铝铁压球的生产工艺流程及现场试验结果，重点对比了高强铝铁压球和铝铁合金在转炉脱氧过程中各项指标的值，并对各指标进行相应的对比分析，得出以下结论：（1）高强铝铁压球生产原料价廉且工艺简单，其化学成分、粒度和铝铁合金基本一致。与传统铝铁合金相比，高强铝铁压球克服了中频感应电炉生产铝铁合金过程中能耗高、污染大等缺陷，是节能减排，实现绿色化的新型含铝复合脱氧剂。（2）通过对比试验分析，高强铝铁压球与铝铁合金在使用量、脱氧能力和出钢温降方面基本一致。在出钢过程中添加高强铝铁压球无产生烟尘情况，减轻了现场环保压力。（3）高强铝铁压球采购价格较同期铝铁合金低，产生的经济效益显著，在强度、水分满足生产的前提下，增加高强铝铁压球使用量能有效降低吨钢成本。

参考文献：

［1］许传才．铁合金冶炼工艺学［M］．冶金工业出版社，2008．

［2］王长征，郭小芳，王兴峰．铁合金生产的环境风险评价［J］．铁合金，2017，48（1）：43-48．

［3］夏长松，李小强，谢杰智．铝铁合金在在转炉炼钢中的应用［J］．南方金属，2011（2）：53-55．

［4］李家通．多功能脱氧剂的开发和在转炉炼钢上的应用效果［J］．现代冶金，2000（1）：32-35．