高炉低硅冶炼探析

常天印
冯建忠
通过对硅在高炉内迁移规律的研究， 分析了影响焦炭灰分中 #$ 以气态 #$% 进入煤气的因素， 以及影响 高炉 低硅冶炼 #$% 滴落带
低硅冶炼热力学和动力学等因素的分析， 探析了高炉实现低硅冶炼所要采取的措施。 关键词 中图分类号： &’()) 文献标识码： *
!"# $%&’( )* +), - ./0/1)2 3)% 4#%50 67)’&1%/)2
参考文献 $ ! 2 5 % 邓守强， 施月循 7 高炉炉缸下部硅氧化的研究 7 钢铁， $=;= > $" ? ： $ :% 糜克勤 7 硅在炉缸内的迁移活动 7 炼铁， $==! > 2 ? ： % : $! 胡自强 7 低硅生铁含硅量与炉温关系的探讨 7 炼铁， $==! > 2 ? ： 25 : 5$ 尹俊哲 7 硅从气 态 &’( 还 原 转 入 铁 水 的 行 为 7 钢 铁 ， $=;; > ; ? ： ; : $2 董一诚， 沈更， 郭主博 7 高炉冶炼低硅生铁的分析 7 钢铁， $=;9 > $$ ? ： 58 : %!
总第 VO 期 PKK( 年第 P 期 文章编号： LTUP C LL(P （ PKK( ） KP C KKLP C KP
山西冶金 #W*XY/ Z[&*::\]6^
&13+5 VO X19 PF PKK( 收稿日期： PKK( C K) C LK
高炉低硅冶炼探析
太原钢铁 ! 集团 " 有限公司
摘 要
&+$,-+. /01. +.2 #3445 ! 601-7 " 819 :329
9A.%751%
839:; !/52(/2<
=>: ?/52@")2<
;+<42 1. 3=4 <3-2, 1> <$5$?1. @4=+A$10 2-0$.B 3=4 $01. C D+E$.B 701?4<< $. @5+<3 >-0.+?4F
!
能抑制 , &’ - 又能促进 , &’ - 的氧化。 （ 5）焦比降低焦比与焦碳灰分，降低渣中的&’(! 的活度 !&’( ， 对于减少 &’( 的来源， 对于减少生铁硅含
!
度， 缩短含碳铁滴和 &’( 接触的时间； $适当降低风 口循环区温度； %通过喷吹矿粉、 )6(、 .3(、 ./( 和 富氧， 提高炉缸氧势； &保持高炉顺行。
!
度） ， 促进 , &’ - 的氧化， 使生铁 , &’ - 降低。 提高二元渣碱度，可以降低 !&’( ，降低生铁含硅
!
本高炉一般维持二元碱度较高，常达到%$7 !，渣中 .3( 含量维持 8 4 : ; 4 。 （ 5）保持高炉顺行，日本的高炉对硅的偏差控制 的很严， 把生铁中的硅偏差 （ 作为考核高炉是否稳 "&’） 定顺行的指标， ，和歌山 2 号在低硅冶炼期间 "&’ 达到 了 "7 "8; 的高水平， 高炉的崩料比基准期低了一倍左 右。目前有的厂不仅考核硅偏差 （ ， 而且考核压差 "&’） （ 如水岛厂） ， 有的厂还用计算机控制煤气流 偏差 （ "<） 的稳定性 （ 如千叶厂） ， 采取调节矿、 焦比， 将装料制度 用计算机连锁起来，以实现煤气流的高度稳定，在实 现低硅冶炼中效果显著。 $ 结语 通过前面的分析，可以得出实现低硅冶炼的措 施： 降低焦碳灰分， 减少入炉 &’(! 量； !降低焦比， " 提高碱度， 降低 !&’( ； 提高炉渣熔点， 降低软熔带高 #
!
的硅含量， 这对炉缸硅迁移活动的开始条件 , &’ - 始有 重要影响，另外，炉缸的渣铁反应中 （ &’(!） 0 !,)- 1 , &’ - 0 !)( 很难达到平衡，而 !（ *+(） 0 , &’ - 1 !*+ 0 （ 与（ 却 &’(!） )6(） 0 , & - 0 "7 % , &’ - 1 （ )6&） 0 "7 %（ &’(!） 能达到局部的平衡，所有这些反应同处一个渣铁反应 体系， 并相互制约。 # 日本大型高炉冶炼低硅铁的工艺特点 （ 适当控制风口前燃烧焦点的温度 $） 和歌山实验表明， 风口前燃烧焦点的温度不超过 水岛厂由 ! !8" # 降到 ! !"" # ， 福山厂由! ! """ # ， 这和理论分析的结果一致， 风口 !9" # 降到 ! "9" # 。 前燃烧焦点的温度应适当控制，否则会导致 &’( 的大 量挥发， 对硅的控制和高炉操作不利。 （ 严密监测软熔带的结构变化， 通过提高炉渣难 !） 熔性等办法降低软熔带高度， 进而降低滴落带高度。 （ 适度提高二元碱度， 或通过提高渣中 .3( 含 2） 量提高三元碱度， 以降低 !&’( ， 并提高渣的难熔性， 日
程。提高温度既加速 #$%P 还原气化为 #$%，又促进 同时也减弱铁水中 I #$ J 的再氧化。 可 #$% 还原为 I #$ J ； 见温度对含量的影响是很大的。严格控制炉温水平 和高温区范围是获得低硅铁最有效的手段。 在高炉还原过程中要求足够的炉缸温度，否则 不能创造 #$%P 还原的必要条件，也不利于形成低硅 生铁冶炼的良好炉缸工作制度，但过高的温度将造 成 #$% 的大量挥发， 对低硅冶炼是不利的。 炉缸的温度是很不均 匀的，风口前 燃烧焦点
冶炼低硅生铁的重要意义 高炉降硅，可以提高生铁产量，铁水预处理后，
转炉可大大缩短吹炼时间， 提高转炉效率， 而且吹炼 终点也容易控制；减少炼钢工序熔剂消耗量，实现 少渣炼钢，降低成本；为生产低磷高级钢种提供必 要条件， 生产低磷钢时欲深脱磷， 必须先脱硅， 入炉 铁水 I #$ J 降低 K9 L M ， 炼钢所需石灰石可降低 ) EB N ( EB，氧气单耗可降低 K9 O D) ，钢的受得率可提高 K9 KL( M 。可见降低铁水硅含量是生产优质铁水所 必须要做的工作。 E 对硅在高炉内迁移规律的分析 硅在高炉中还原进入生铁，主要是焦碳灰分中 的 #$%P 在高温下， 反应生成气态 #$%， 它在随煤气上 升过程中， 在滴落带为滴落的含碳生铁滴吸收， 还原 为 I #$ J 进入生铁。 #$%P （ 灰分 ）Q 8 （ 焦碳 ）R #$% （ 气 ）Q 8% I J I J ） #$%（ Q 8 R #$ Q 8% 气 EF D （ L） （ P）

影响灰分中 #$ 以 #$% 形态进入气相的因素 （ L）气流中 S#$% 远远低于平衡的 S#$% ，说明远未
达到平衡，即高炉中焦粉中灰分的 #$%P （ 灰分） 转化为 #$% 的热力学条件是充分的。
第一作者简介： 常天印， 男， 现在太钢第二炼钢厂转炉工段任副段长， LVUT 年生， LVVV 年毕业于鞍山钢铁学院钢铁冶金专业， 参加过转炉冶炼不锈钢的系统改造、 多项不锈钢的课题攻关， 助理工程师。邮编： K)KKK) 。
!
量； 同时可提高高炉渣的熔点， 对降低滴落高度和保 证炉缸良好的热制度有利。 因而冶炼低硅生铁， 适度 提高 !! 是必须的。 增加 .3(， 提高三元碱度； 提高二元碱度容易导 致炉况不顺， 近来多采用增加渣中 .3(， 提高三元碱 度的办法， 实现低硅冶炼。 根据日本水岛厂的实验证 明， 渣中 .3( 4 增加， 可降低 &’( 的气化速度， 从而 有效地降低 , &’ - ；另根据本钢的经验证明，渣中 .3( 可有效地扩大渣相中黄长石区， 既改善了炉渣的流动 性， 又提高炉渣熔点及脱硫能力。 , &’ - 再氧化率 同时， 当炉渣中（ 含量提高时， .3(） 增大， 这是由于随着 （ 的提高， 且炉渣 !&’( 降低， .3(） 粘度降低， 改善了反应扩散的动力学条件。（ 既 .3(）
3=$< 7+740 7-3 >10G+02 3=4 70171<+5< 1. =1G 31 7012-?4 51G C <$5$?1. =13 D43+5 @, +.+5,H$.B 3=4 D4?=+.$<D 1> <$5$?1. >01D ?1E4 +<= =1G 31 30+.<D$3 $.31 @5+<3 B+< +.2 13=40 3=40D12,.+D$?< +.2 E$.43$?< >+?310< G=$?= +<<1?$+342 G$3= 51G C <$5$?1. =13 D43+5 7012-?3$1.9 B#( C)7’. D @5+<3 >-0.+?4F 51G C <$5$?1. =13 D43+5 012-?3$1.F <$1F 20177$.B H1.4 （ P）焦碳灰分中的 #$%P （ 灰分 ） 转化为 #$% 的反应， 主要发生在风口回旋区，该区温度的高低是决定反 应进行程度的关键因素， 一切降低燃烧温度的措施， 转入生铁中 I #$ J 的 都有利于减少焦碳灰分中 #$%P（ 灰分） 比例，饱和碳的生铁与 #$% 间的反应 I 8 J Q #$% R I #$ J 而且生铁吸收 #$% 的量与通过含 #$% Q 8% 是极快的， 炉料的路径长度成正比。液态铁滴吸收 #$% 的反应 主要发生在滴落带，故滴落带越高，#$% 进入铁中的 I #$ J 量就越大， 因此， 一切降低软融带高度的措施， 都 有利于减少煤气中 #$% 进入生铁成为 I #$ J 的比例。 EF E 影响低硅冶炼的因素 （ L） 温度 温 度 影响 硅在 高 炉内 迁移 的 全过