一種粒鐵回收利用及穩定kr工序溫度的方法
2023-05-14 10:43:36
專利名稱：一種粒鐵回收利用及穩定kr工序溫度的方法
技術領域：
本發明屬於鋼鐵廠鋼渣綜合利用領域的粒鐵回收利用內容，涉及一種粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，特別適用於KR工藝的粒鐵回收利用方法。
背景技術：
我國是鋼鐵生產大國，鋼材產量高達7億噸之巨。每年伴隨鋼鐵生產過程中，產生大量的冶煉副渣且種類繁多，其總量約佔鋼產量的15% 20%，甚至更多。渣中含有大量的鐵等金屬元素和氧化鈣等有用元素具有回收利用價值，但同時也伴生有磷、硫等大量有害元素，給回收利用帶來不利影響。我國鋼鐵企業鋼渣綜合利用率僅為76.9%，遠遠低於國際先進水平。得不到利用的鋼渣堆棄在一起不僅佔用大量土地，還會對環境造成不良影響。現有技術中鋼渣的處理方法主要有熱潑工藝、盤潑水冷(ISC法)、鋼渣水淬工藝、 風淬法、鋼渣粉化處理。經過處理的鋼渣按照成分不同，利用方式不同。其中處理後回收的粒鐵主要用作冶金用途，返回高爐或轉爐再利用。由於粒鐵中成分複雜，導致對其回收利用限制條件多，對後續工藝影響大。KR脫硫工藝是通過插入鐵水灌中鐵水內部的攪拌器的旋轉攪動，使鐵水與脫硫劑混合接觸進行脫硫的方法。硫是鋼中的有害元素，要生產高質量的鋼尤其是特殊用途和高附加值的鋼，就必須降低鋼中硫的含量。相對煉鋼脫硫或精煉脫硫而言，鐵水預處理脫硫工藝更為簡單，是降低煉鐵和煉鋼脫硫負擔、簡化操作和提高煉鐵煉鋼技術經濟指標的有效途徑之一。因此，鐵水預處理脫硫逐漸成為現代鋼鐵工業生產流程中必備的工序。KR脫硫工藝因其簡單高效的工藝特點在鐵水預處理中的得到廣泛使用。專利CN 102268514A公布了一種KR脫硫渣鐵回收利用方法，採用鋼廠KR脫硫產生的大塊渣鐵經堆放，渣子與鐵部分分離、散狀渣鐵堆放冷卻，將處理後的渣鐵運輸至煉鋼廠房；將渣鐵加入到正常周轉的鐵包內；鐵包接鐵水後進行KR脫硫處理，KR處理完的鐵水進行正常裝鐵煉鋼。此專利著重回收的是脫硫渣中回收的渣鐵，有效解決脫硫渣鐵難以回收利用的難題。但是在實際鋼渣處理中，該專利的回收利用方式難以量化，容易導致鐵水溫度波動而沒有兼顧到目標溫度的控制環節，且存在大塊渣砣回收利用時能否徹底融化以及鐵水溫度不均衡的問題。另外此文獻公開的技術著重回收的是脫硫渣中回收的渣鐵，而對於其他現有渣處理技術中所回收的渣鐵沒有充分利用。更普遍的做法是將鋼渣回收的粒鐵返回高爐或轉爐再利用，考慮到返回高爐再利用的高物耗及返迴轉爐再利用其所夾雜的有害元素會影響轉爐操作，其依舊不是解決粒鐵回收利用的最佳途徑。CN102094108A公開了一種吹顆粒鎂鐵水預處理在轉爐煉鋼中實現深脫硫的方法。它包括鐵水預處理、鐵渣扒渣、轉爐冶煉。在鐵水預處理中，鐵水溫度為1280 1350°C，在鐵水兌入鐵水包之前在鐵水包內加入鐵渣改質劑；單吹顆粒鎂純度> 97% ;在噴吹顆粒鎂脫硫結束後加入聚渣劑，再進行鐵渣扒渣；轉爐吹煉過程爐渣鹼度為4. O 5. O。CN102382942A公開了一種鎂粒脫硫的優化方法，其特徵是在轉爐鐵水罐中鐵水量為IOOt的條件下，以8. 5kg/min的速度向鐵水中噴吹鎂粒，鎂粒的金屬鎂含量> 92wt%，鎂粒的粒徑為0. 5 I. 6mm,鐵水的溫度在1300°C 1350°C的範圍內。這2篇專利申請的目的都是通過在脫硫工序噴吹鎂粒，穩定和提高鋼水的脫硫率。但對穩定脫硫溫度無明顯作用，鐵水溫度過高時仍需要向鐵水中添加降溫料實施降溫操作。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種粒鐵回收利用方法。本發明針對現有技術的不足，提供一種粒鐵回收利用方法。主要是根據從高爐出來的鐵水實際溫度與KR工序目標溫度之間的差值，動態的添加粒鐵量，實現對鐵水溫度的控制。從而達到以下目的1、消化鋼渣處理後產生的大量粒鐵，減少粒鐵回收至轉爐或高爐時產生的高能耗；避免對生產工藝的不利影響；2、穩定KR工序處理鐵水時的鐵水溫度。本發明的原理是高爐出鐵溫度通常會有波動，導致進入KR工位時的鐵水溫度不穩，嚴重時為了獲得目標溫度甚至需要向鐵水中添加降溫料實施降溫操作。導致鐵水富餘 熱能浪費。而粒鐵融化需要消耗熱能，融化後粒鐵中的鐵融入鐵水包中的鐵實現回收再利用。根據鐵水實際溫度與KR工位目標溫度之間的差值，動態的添加粒鐵量達到目標溫度穩定的效果。KR為鐵水罐攪拌脫硫的英文簡稱。KR法最早是由日本1965年開發的，我國武鋼20世紀70年代從日本引進KR脫硫裝置。它是將澆注耐火材料並經過烘烤的十字形攪拌頭，浸入鐵水包熔池一定深度，利用在大型攪拌器激烈攪拌作用下產生的漩渦，使氧化鈣或碳化鈣基脫硫粉劑與鐵水充分接觸反應，達到脫硫目的。其優點是動力學條件優越，金屬損失少，有利於採用廉價的脫硫劑如CaO，脫硫效果比較穩定，效率高(脫硫可至< O. 005%)，脫硫劑消耗少，適應於低硫品種鋼要求高、比例大的鋼廠採用。不足是，設備複雜，一次投資較大，脫硫鐵水溫降較大。本發明的技術方案是一種粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，其特徵是，根據從高爐出來的鐵水實際溫度與KR工序目標溫度之間的差值，向鐵水包中添加粒鐵，實現對鐵水溫度的控制。一種粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，其特徵在於由以下步驟組成(I)鐵水包從上遊環節進入到KR進站點後，確定鐵水的實際溫度及鐵水包中實際的鐵水質量；(2)將現有技術處理後回收的粒鐵加入到鐵水中，粒鐵的加入量按質量計依據以下公式限定M= (T1-T2) · M1 · K/T2其中，K為修正係數；Κ=(λ I O. 5;其中T1為鐵水實際進站溫度，T2為KR工序目標溫度，M1為鐵水包實際鐵水質量，M為粒鐵的加入質量；(3)在鐵包停留期間，利用鐵包內的富餘熱能完成粒鐵融化過程；(4)鐵水包轉運至KR工位開始脫硫工藝環節操作。所述鐵包停留期間，是指鐵包從上遊環節進入到KR進站點後等待進入KR脫硫工位的時間。
本發明中的粒鐵採用現有技術對鋼渣處理後回收的粒鐵，粒度〈100mm。優選的，粒鐵的粒度為20-50mm。優選的，步驟(3)所述的鐵包停留期間為15 45分鐘，優選〉20分鐘，更優選20 40分鐘。優選的，K=O.I O. 2.K為修正係數，取值範圍O. I O. 5，系經驗值，與粒鋼粒度大小、待位時間、鐵水包容量、環境溫度等因素密切相關。修正係數K由下列方法得到本發明中為了達到目標溫度穩定的效果根據鐵水實際溫度與KR工位目標溫度之間的差值，動態的添加粒鐵量也可以通過逐漸加量的方法經由試驗得出。試驗以鐵水包鐵水容量的O. 2%為起始添加量，以鐵水包鐵水容量的O. 1%為遞增添加量，為確保安全，設定添加粒鐵的前提為鐵水實際進站溫度比KR工位目標溫度加未回收粒鐵時鐵水從進站到進入KR工位的溫降溫度高20°C。針對不同溫度的鐵水，以每攝氏度為區間，每包鐵水實驗一個粒鐵回收量，同溫度的鐵水逐包加量，出現一個新的試驗溫度時，如果之前有低於其溫度 的實驗，以之前實驗的實驗最大添加量為基礎添加量開始實驗。統計不同鐵水實際進站溫度對應的不同添加量及對應的最終KR工位實際溫度，以最終KR工位實際溫度接近KR工位目標溫度±5°C為實驗最終結果，取為不同溫度下為獲得穩定的KR工位目標溫度的實際添加量。針對粒度類似的粒鋼、可以結合具體實施例中的方式確定添加量後帶入公式獲得K值，之後直接由公式計算，指導生產。步驟(2)中，T1為鐵水實際進站溫度，T2為KR工序目標溫度，單位為。C步驟(2)中，M1為鐵水包實際鐵水質量,M為粒鐵的加入質量,單位為KG本發明具有如下優點I、本發明操作簡單、有效，無需追加大額投資即可實現；2、本發明通過提前消化粒鐵，減少粒鐵回收至轉爐或高爐時產生的負面影響；3、本發明可以有效穩定KR工位處理鐵水時的鐵水溫度；4、本發明中由於KR工藝本身具有的扒渣功能，即使出現粒鐵未完成融化的極端情況，依然可以在脫硫處理前的扒渣環節順利扒除，不影響後續操作，安全係數高。5、本發明利用鐵水富餘熱能實施，利於實現節能減排。6、本發明的方法，不僅實現了粒鐵的回收利用，而且利用了鐵水的富餘熱能、穩定了鐵水的溫度、減少了降溫料的使用，同時提高了鐵水的產量，一舉多得，提高了熱量和原料的利用率、減少了產品單耗，具有很高的經濟效益。
具體實施方案下面結合實施例對本發明做進一步說明，但不限於此。國內某大型鋼鐵集團，建設有KR鐵水脫硫處理站，鐵水出高爐時溫度高達1500攝氏度以上，且有較大範圍波動，短行程進入KR後，溫度仍然能夠達到1420攝氏度以上，且存在波動，為了縮小KR工位鐵水溫度波動範圍，且回收利用粒鐵，根據公式M=(T1-T2) -M1 K/T2計算粒鐵加入量，T1為鐵水實際進站溫度，T2為KR工序目標溫度，M1為鐵水包實際鐵水質量，M為粒鐵的加入質量；
K為修正係數，取值範圍O. I O. 5，系經驗值，與粒鋼粒度大小、待位時間、鐵水包容量、環境溫度等因素密切相關；實施例I一種粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，其特徵在於由以下步驟組成( I)鐵水包從上遊環節進入到KR進站點後，確定鐵水的實際溫度及鐵水包中實際的鐵水質量；(2)將現有技術處理後回收的粒鐵加入到鐵水中，粒鐵的加入量按質量計依據以下公式限定M= (T1-T2) · M1 · K/T2其中，K為修正係數；K=O. I O. 5;其中T1為鐵水實際進站溫度，T2為KR工序目標溫度，M1為鐵水包實際鐵水質量，M為粒鐵的加入質量；(3)在鐵包停留期間，利用鐵包內的富餘熱能完成粒鐵融化過程；(4)鐵水包轉運至KR工位開始脫硫工藝環節操作。國內某大型鋼鐵集團，建設有KR鐵水脫硫處理站，鐵水出高爐溫度1420_1430°C，鐵水包中實際的鐵水量100t，KR工序鐵水的目標溫度1380°C，係數K=O. 15，添加粒度為20mm的粒鐵500KG，經過20分鐘時間粒鐵吸收鐵水溫度後融化，粒鐵融化後，鐵水溫度是1380-1385°C實施例2其他同實施例1，不同之處在於國內某大型鋼鐵集團，建設有KR鐵水脫硫處理站，鐵水出高爐溫度1430_1440°C，鐵水包中實際的鐵水量120t，KR工序鐵水的目標溫度1380°C，係數K=O. 16，添加添加粒度為21mm的粒鐵700KG，經過20分鐘時間粒鐵吸收鐵水溫度後融化，粒鐵融化後，鐵水溫度是 1380-1385°C實施例3其他同實施例1，不同之處在於國內某大型鋼鐵集團，建設有KR鐵水脫硫處理站，鐵水出高爐溫度1440_1450°C，鐵水包中實際的鐵水量100t，KR工序鐵水的目標溫度1380°C，係數K=O. 19，添加添加粒度為25mm的粒鐵850KG，經過20分鐘時間粒鐵吸收鐵水溫度後融化，粒鐵融化後，鐵水溫度是 1380-1385°C實施例4其他同實施例1，不同之處在於國內某大型鋼鐵集團，建設有KR鐵水脫硫處理站，鐵水出高爐溫度1450_1460°C ，鐵水包中實際的鐵水量I lot，KR工序鐵水的目標溫度1380°C，係數K=O. 17，添加添加粒度為22mm的粒鐵950KG，經過20分鐘時間粒鐵吸收鐵水溫度後融化，粒鐵融化後，鐵水溫度是 1380-1385°C實施例5其他同實施例I,不同之處在於國內某大型鋼鐵集團，建設有KR鐵水脫硫處理站，鐵水出高爐溫度1460_1470°C，鐵水包中實際的鐵水量130t，KR工序鐵水的目標溫度1380°C，係數K=O. 13，添加添加粒度為20mm的粒鐵1000KG，經過20分鐘時間粒鐵吸收鐵水溫度後融化，粒鐵融化後，鐵水溫度是 1380-1385°C實施例6其他同實施例I,不同之處在於國內某大型鋼鐵集團，建設有KR鐵水脫硫處理站，鐵水出高爐溫度1440_1450°C，鐵水包中實際的鐵水量50t，KR工序鐵水的目標溫度1380°C，係數K=O. 33，添加添加粒度為30mm的粒鐵720KG，經過30分鐘時間粒鐵吸收鐵水溫度後融化，粒鐵融化後，鐵水溫度是1380-1385°C
實施例7其他同實施例1，不同之處在於國內某大型鋼鐵集團，建設有KR鐵水脫硫處理站，鐵水出高爐溫度1430_1440°C，鐵水包中實際的鐵水量60t，KR工序鐵水的目標溫度1380°C，係數K=O. 43，添加添加粒度為50mm的粒鋼1000KG，經過40分鐘時間粒鐵吸收鐵水溫度後融化，粒鐵融化後，鐵水溫度是1380-1385°C通過一段時間的回收粒鐵，並對現場數據進行統計分析，發現回收粒鐵對脫硫工藝效果沒有產生不良影響，溫度圍繞平均溫度的波動幅度由±3%縮小到±1.5%以內，有利於後續工藝溫度穩定劑規範化生產。粒鐵回收利用取得了良好的效果，並開拓了粒鐵高效回收利用的新途徑。
權利要求
1.一種粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，其特徵是，根據從高爐出來的鐵水實際溫度與KR工序目標溫度之間的差值，向鐵水包中添加粒鐵，實現對鐵水溫度的控制。
2.如權利要求I所述的粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，其特徵在於由以下步驟組成 (1)鐵水包從上遊環節進入到KR進站點後，確定鐵水的實際溫度及鐵水包中實際的鐵水質量； (2)將現有技術處理後回收的粒鐵加入到鐵水中，粒鐵的加入量按質量計依據以下公式限定 M= (T1-T2) M1 K/T2 其中，K為修正係數；K=0. I 0. 5 ; 其中T1為鐵水實際進站溫度，T2為KR工序目標溫度，M1為鐵水包實際鐵水質量，M為粒鐵的加入質量； (3)在鐵包停留期間，利用鐵包內的富餘熱能完成粒鐵融化過程； (4)鐵水包轉運至KR工位開始脫硫工藝環節操作。
3.如權利要求I或2所述的粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，其特徵是，粒鐵採用現有技術對鋼渣處理後回收的粒鐵，粒度〈100mm。
4.如權利要求3所述的粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，其特徵是，粒鐵的粒度為 20_50mm。
5.如權利要求I或2所述的粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，其特徵是，步驟(3)所述的鐵包停留期間為15 45分鐘。
6.如權利要求I或2所述的粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，其特徵是，步驟(3)所述的鐵包停留期間為20 40分鐘。
7.如權利要求2所述的粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，其特徵是，K=O.I 0. 2。
全文摘要
本發明屬於鋼鐵廠鋼渣綜合利用領域的粒鐵回收利用內容，涉及一種粒鐵回收利用及穩定KR工序溫度的方法，根據從高爐出來的鐵水實際溫度與KR工序目標溫度之間的差值，向鐵水包中添加粒鐵，實現對鐵水溫度的控制。不僅實現了粒鐵的回收利用，而且利用了鐵水的富餘熱能、穩定了鐵水的溫度、減少了降溫料的使用，同時提高了鐵水的產量，一舉多得，提高了熱量和原料的利用率、減少了產品單耗，具有很高的經濟效益。
文檔編號C21B3/06GK102766705SQ20121019891
公開日2012年11月7日 申請日期2012年6月15日 優先權日2012年6月15日
發明者劉洪銀, 劉美, 劉超, 孫會朝, 張冠鋒, 張炯, 楊州, 王博, 馬琳 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司