海绵铁在电炉炼钢中的生产实践
2019-09-16 作者：佚名 网友评论 0 条
1 引言
中信重工拥有国内最先进的超高功率电弧炉和与之配套的精炼炉。电炉炼钢质量主要取决于原材料，包括钢铁料、造渣材料、铁合金等。用户对高质量产品的需求迅速增长，使得电炉炼钢对降低原材料有害残余元素的要求越来越严格。我厂使用的原材料大多是锻造和机加下来的返回废钢，返回废钢的长期循环利用，导致各种残余元素富集，已经很难满足钢水的质量要求。并且外购废钢匮乏，而优质废钢供需更加紧张，致使可替代优质废钢的直接还原铁市场需求日益增长。海绵铁是一种优质电弧炉炼钢原料，尤其是生产优质钢和纯净钢的理想原材料。在目前优质废钢供应日益紧张的情况下，作为废钢替代品的海绵铁被配用在电弧炉炼钢生产中，能起到稀释有害残余元素和显著改善钢水质量的作用。
2 海绵铁试验方案
炼钢的主体设备为电弧炉，炉外精炼为LF炉，电炉采用废钢—生铁冷装法冶炼钢水。炉料中废钢和钢屑所占比例为80-90%，生铁为10-20%。生产钢种多为高附加值合金钢，品种近300种。
此次中信重工重型铸锻厂50t电炉试用的为H94海绵铁，共采集25炉数据，前5炉为试用海绵铁炉次，后续20炉正常炉次作为对比炉次。根据所采集数据，分析计算海绵铁对钢水回收率以及残余元素的影响。
3 钢水及海绵铁回收率
3.1钢水回收率
3.1.1对比炉次钢水回收率
对比炉次是连续的20炉，总物料明细如表1所示。
表1 对比炉次物料明细
|
类别 |
钢屑/t |
重料/t |
总料量/t |
总钢水/t |
|
料重 |
264 |
799.9 |
1063.9 |
928.9 |
|
料重比例 |
24.8% |
75.2% |
100% |
/ |
由表1可以计算出总回收率=总钢水/总料量=87.3%。另外，根据车间实际操作经验知道钢屑回收率为80%，可推算出50t电炉现阶段重料（生铁、废钢、料头）的实际回收率=（总钢水-钢屑料重×80%）/重料量=89.7%。
3.1.2、试验炉次钢水回收率
试验炉次的单炉物料明细如表2所示。
表2 试验炉次单炉物料明细
|
类别 |
试验炉次1 |
试验炉次2 |
试验炉次3 |
试验炉次4 |
试验炉次5 |
|
计划吨位/t |
33 |
68 |
45 |
45 |
65 |
|
钢屑/t |
13.9 |
14.8 |
14.5 |
12.7 |
17.2 |
|
生铁/t |
6.9 |
13.4 |
9.6 |
9.5 |
12.7 |
|
废钢/t |
9.3 |
31.1 |
15.1 |
9.2 |
28.9 |
|
上炉余钢/t |
7 |
9 |
7 |
10 |
4 |
|
海绵铁/t |
10.2 |
15.2 |
15.5 |
14.9 |
15 |
|
出钢量/t |
32 |
67.2 |
44.1 |
43.8 |
63.4 |
|
本炉余钢/t |
9 |
7 |
10 |
4 |
5 |
|
回收率/% |
86.68 |
88.86 |
87.68 |
84.90 |
87.92 |
由表2数据可知，试验炉次钢水回收率较为稳定，钢水回收率加权平均值为87.4%，与对比炉次钢水回收率87.3%基本相当。
生产实践表明，采用合适的装料方式以及布料顺序，采取合理的操作方式，电炉炼钢采用海绵铁代替部分废钢可以保证钢水回收率稳定。
3.2 海绵铁回收率
试验炉次为连续的5炉，总物料明细如表3所示。
表3 试验炉次总物料明细
|
类别 |
钢屑/t |
重料/t |
海绵铁/t |
总料量/t |
总钢水/t |
|
料重 |
73.1 |
152.7 |
70.8 |
296.9 |
255.5 |
|
料重比例 |
24.6% |
51.4% |
23.8% |
100% |
/ |
由表3可以计算总回收率=总钢水/总料量=86.1%。根据由对比炉次测算出来的重料的实际回收率
89.7%，以及钢屑的回收率80%，可以计算出此次试验海绵铁的回收率为84.8%。
4 海绵铁残余及对钢水残余的影响
试验炉次和对比炉次是连续开炉，两者所使用的钢屑、生铁、废钢和料头为同一批次，故各炉料组分残余元素含量维持在同一水平。
4.1 海绵铁残余元素含量
试验炉次炉料组成为生铁、钢屑、废钢、海绵铁和余钢。对各炉料组分分别取样分析，确定残余元素含量，如表3所示。
……
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