梅钢150t转炉铁水脱硫站优化工艺设计
转炉炼钢脱氧工艺的优化方法分析
12Metallurgical smelting冶金冶炼转炉炼钢脱氧工艺的优化方法分析牟贝成（天津荣程联合钢铁有限公司，天津 300350）摘 要：在炼钢过程中，转炉炼钢脱氧方式应用越来越多样化，而且钢液脱氧效果控制同样也是炼钢过程的重要内容，能够确保整个钢产品质量不受影响。
本文根据以往工作经验，对转炉炼钢脱氧工艺内容进行总结，并从沉淀脱氧工艺优化、脱氧方式的优化、脱氧工艺优化前后效果对比三方面，论述了转炉炼钢脱氧工艺的优化方法分析，希望对相关工作能够起到一定的帮助作用。
关键词：转炉；炼钢脱氧工艺；沉淀脱氧中图分类号：TF713.5 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）23-0012-2 收稿日期：2020-12作者简介：牟贝成，生于1984年，男，汉组，山东省潍坊市人，助理工程师，本科，研究方向：钢水冶炼、浇注及钢坯轧制。
随着社会经济发展形式的转变，钢铁行业同样也需要实现创新，引进一些新的工艺，控制好产品的生产成本，促使产品质量得到本质性提升。
站在转炉炼钢角度来说，脱氧工艺领域之中一直存在问题，所以说，想要真正实现工艺的全面优化，应采用高效的钢液脱氧处理措施，让炼钢成本中的脱氧成本得到全面控制，确保钢产品质量稳步上升，为相关企业发展创造有利条件。
1 转炉炼钢脱氧工艺实际转炉炼钢过程中，能够实现生铁中碳元素的部分氧化，最终形成化学和物理性质较高的钢，进而完成整个冶炼过程。
反观炼钢液，内部氧气的存在形式为溶解氧以及非金属杂物形式，主要产生自吹氧炼钢和原料等环节之中。
想要将钢中的硫和磷等元素控制到钢种所需的目标值，则需要大量的氧气或者主要通过氧化反应，因此，氧化反应的产生显得十分重要，人们可以通过氧化合物出现，将更多的杂质析出。
但同时钢液中的含氧量也会迅速提升，相关工作人员需要进行脱氧处理，即使这样在晶界附近，还是会析出氧化亚铁，这对于连铸坯凝固组织结构及稳定性极为不利。
如果无法实现全面的脱氧处理，容易导致钢塑性大幅下降，甚至还会出现热脆情况，致使钢铁出现氧化现象，进而在钢铁之中混入氧化物，降低钢产品的力学性能。
浅析梅钢150t顶底复吹转炉物料平衡和热平衡
冶炼 周期 为上 炉 出钢 完 毕 到下 炉 出 钢完 毕 为 止 ，
热平 衡测定 的边 界 线 取 在转 炉 炉 口， 有测 试 项 所
目均 同步进 行 。相关参 数取 如下经 验值 ：
１ 金 属 中 的 碳 ９ ％ 氧 化 成 Ｃ １ ％ 氧 化 ） ０ Ｏ， ０ 成Ｃ２ Ｏ； ２ 炉衬砖 消耗 量为 金属量 的 ０ ５ ； ） ．％
炼工 艺、 降低 吨钢 物料 消耗 和转 炉节 能提供 了科 学 的依 据 。 并根 据 这 些 测 定 结果 剖 析 了吹 炼 操 作 、 艺流程 与 生产 管理存 在 的 问题 ， 出 了节 能措施 。 工 提
关键 词 ： 气转 炉 ； 料 平衡 ； 平衡 氧 物 热
Ｄｉｃ ｓｏｎ ｏ Ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｌ ｎ ｅ ａｎ ａ ａｎ ｅ ｏ ５ ｐ－ ｏ ｔ ｍ ｍ ｂｉ ｄ ｓ ｕｓ ｉ ｎ ｔ ｒａ ｓ Ｂａ ａ ｃ ｄ Ｈｅ ｔ Ｂａｌ ｃ ｆ １ ０ ｔＴｏ ｂ ｔｏ Ｃｏ ｎｅ Ｂｌ ｗｉ ｎ ｅ ｔ ｒ ａ ｅ ｇ ｎｇ ｏ ｎｇ Ｃｏ ｖ ｒ ｅ ｔ Ｍ ｉ ａ
料 平衡 图和 图 ２热 平衡 图 。根据 测 定技术 数据 进 行 分 析 ， 出存 在 问题 ， 出改 进建 议 。 指 提
供气 强度 ００５～ ．０Ｉ／ ｔ ｒｎ 。 ．１ ０ １ Ｉ （ ・ ｉ） Ｔ ａ
图 ｌ １ ０ｔ 底 复吹转 炉 物料 集 ２ １ 铁 水成 分 和温 度 ．
２ ３ 冶炼的钢 种和成 分 ．
要 有 管 线 钢 、 车 大 梁 钢 、 瓶 钢 、 成 型 钢 汽 焊 冷
梅 钢 生 产 的连 铸 板 坯 是 热 轧 薄 板 的 主 要 原 料 ， 品 对 磷 的 要 求 较 高 。现 有 冶 炼 的 钢 种 主 产
唐钢150tLF钢包精炼炉快速脱硫工艺实践
唐钢150tLF钢包精炼炉快速脱硫工艺实践摘要介绍和分析了唐钢150tLF钢包精炼炉冶炼薄板坯连铸钢水时快速脱硫工。
生产实践表明:合理的渣系组成、温度控制、酸溶铝含量、吹氩搅拌及喂线技术是实现快速脱硫的关键技术。
关键词唐钢钢包精炼炉快速脱硫工艺实践0前言对于大多数钢种来说，硫是有害元素。
它在钢中所形成的硫化物降低钢的韧性，硫化锰夹杂是钢基体点腐蚀的发源地，钢的氢脆与钢中硫化物夹杂也有密切关系。
薄板坯连铸由于是在高拉速条件下进行(3.0m/min～6.0m)/min).铸坯厚度薄.浇钢空间狭小，唐钢FTSC工艺薄板坯连铸机又采用复杂横截面的长漏斗型结晶器，为保证连续浇注和薄板坯表面质量，对硫含量提出更高的要求，一般要控制在0.008%以下。
同时.薄板坯连铸的刚性流程还需要时间、温度、节奏的匹配协调。
因此，开发LF钢包精炼炉的快速脱硫工艺是薄板坯连铸短流程生产线的一个重要研究课题。
唐钢在2003年3月开始对LF钢包精炼炉的快速脱硫工艺进行了有针对性的研究.并取得了较好的工艺效果。
1主要设备及技术参数唐钢150t LF钢包精炼炉的主要设备及技术参数见表1:表1 唐钢150t LF炉主要技术参数2唐钢薄板坯连铸钢水精炼工艺流程钢水进站→接底吹氩管→钢包到LF精炼位→测温取样→给电.加渣料.造还原渣→调整钢水成分及酸溶铝→测温取样→成分温度合格→弱吹→喂线→弱吹→钢水到LF炉起吊位→加保温剂→吊包→薄板坯连铸机。
3脱硫的热力学研究3.1脱硫反应在钢一渣界面上的脱硫反应是伴有电子转移的置换反应,其基本式为:[S]+2e=(S -2)为保持电中性.必有一些能释放电子的元素同时经过界面进入渣中,对于铝镇静钢来说.脱硫基本反应为:3(O2-)+3[ S]+2[ Al]=3(S2-)+( A12O3)3.2炉渣的脱硫能力适当增加渣量.可以稀释渣中CaS浓度，加快脱硫速率。
但渣量过大会使炉渣过厚，影响钢渣界面反应。
在实际生产过程中，转炉出钢下渣过多，会影响造白渣过程,从而恶化脱硫过程降低脱硫效率。
150t转炉除尘废水处理系统的改造
（ ｏ ｖｒ ｒ ｌｎ） Ｃ ｎ ｅ ｅ ａ ｔ ｔ Ｐ
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｔｈ ｒ ｂ ｅ ，ｓ ｈ ａ ｇ ｑ ｐ ｎ ａｌ ｒ ａｅ ｏ ｅ ｕ ｔｎ ｎ ｓｅ ｔ ｒ ｔｅ ｔ ｎ ｔａ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓ ｕｃ ｓ ｈｉｈ ｅ ｕｉ ｍｅ ｔ ｆ ｉ ｅ ｒ ｔ ｆ ｄ ｄ ｓｉ ｇ ａ ｄ ｗａ ｔｗａｅ ｒ ａｍｅ ｔ ｕ ｓ ｓｅ ｙ ｔ ｍ ｏ １ ０ Ｃｏ ｖ ｒｅ Ｓ ｓｅ ｆ ｔ ５ ｎ ｅ ｔ ｒ ｙ ｔｍ，ｓｕ ｇ ｉ ｎ ｅ ｉ ｄ ｐ ｓｔ ｄ ａ ｉｙ ｎ ｈ ｇ ｓｕｄ ｇ ｌ ｖ ｌ ｎ ｌ ｄ ｅ ｌ ｄ ｅ ｎ ｂｕ ｋ ｒ ｓ ｅ ｏ ｉｅ ｅ ｓｌ ａ ｄ ｉ ｈ ｌ ｅ ｅ ｅ ｉ ｓｕ ｇ
Ｍ ｏ ｔｒ ｎｊｏ
１ 前 言
柳 钢 １０ｔ 炉 产 生 的转 炉 煤 气 采 用 “ Ｇ ５ 转 Ｏ 法 ”— —全 湿 法 除 尘 技 术 净 化 ，在 净 化 烟 气 的 同时 会 产 生 大 量 的 除尘 废 水 。 除尘 废 水 处 理 工
清 水 从 沉 淀池 上部 溢 流 至热 水 池 ，再 用 泵 送 至
罄
ｌｌ ｌ 。 ｌｌ
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１ ０ 转炉除尘废水处理系统的改造 ５ ｔ
贾 爱莲
（ 炉厂 ） 转
摘
要 ：介 绍针 对柳 钢 １０ｔ 炉除 尘废 水处理 系统设 备故 障 率 高、泥 浆调 节 池污 泥 易沉积 、斜 ５ 转
板沉 淀池 泥位偏 高等 问题 ，实施 的采 用卧 式矿 浆泵输 送 污泥 、 自动控 制 、温度 监控 等 改造 及其 效果 。
大 （２０ ０ｍｍ×８０ ０ｍ １ ０ ０ ｍ×４５ ０ｎｍ ，且 为方 ０ ｌ ）
150万吨焦化厂焦炉煤气脱硫工段设计(改良ADA法)-样本
中国矿业大学本科生毕业设计姓名：学号：学院：化工学院专业：化学工程与工业设计题目：150万吨/a焦化厂焦炉煤气脱硫工段设计指导教师：职称：讲师2012年 6 月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院化工学院专业年级学生姓名任务下达日期：2012年4月12日毕业设计日期：2012年4月12日至2012年6月13日毕业设计题目：150万吨/a焦化厂煤气脱硫工段生产工艺设计毕业设计主要内容和要求：1、按照给定焦化厂设计规模计算煤气处理量并根据焦化设计规范的要求，对焦化厂煤气脱硫工段进行工艺论证；2、确定脱硫工艺流程，进行物料平衡、热量衡算，计算和设计煤气脱硫塔和再生塔，根据计算进行主要设备的选型，绘制一张非标设备图；3、进行脱硫工段的设备和工艺管道布置，绘制煤气脱硫工段的工艺流程图、总平面布置图、和设备与工艺管道平面图和立面图；4、根据煤气脱硫工段的生产要求，对脱硫工段设计的非工艺技术部分提出要求，根据岗位设置与岗位操作编制岗位人员编制；5、进行脱硫工段的投资估算和煤气脱硫生产成本的技术经济分析；6、编制设计说明书。
院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要本设计参考了徐州伟天化工有限公司的焦炉煤气净化工艺，模拟150wt/a的焦炉煤气脱硫工段进行设计，并在其基础上将国内外一些新的、成熟的工艺进行了对比与引用。
日处理150t反射炉熔渣的烟化炉设计
课题：日处理150t反射炉熔渣的烟化炉设计学校：桂林理工大学高职学院专业：冶金技术指导教师：杨冰山班级：10冶金技术1班姓名：王孟雄学号：5101972103目录前言3 锡及锡的冶炼4 1.1 锡的简介4 1.2 锡的冶炼5 1.3 锡的粗炼6 1.4 锡的精炼9 锡渣的熔炼11 主要技术条件、经济指标的选择与论证16冶金计算17前言本次课程设计的设计题目是:日处理150t锡反射炉熔渣的烟化炉设计。
本次课程设计主要是让学生们学以致用，充分利用已学习过的有关铝冶金的技术知识，熟悉有色冶金工艺过程与方法，初步学会如何选择、应用、分析技术经济指标及各种数据，初步培养设计计算及查阅文献资料、数据的能力。
提高试图能力及绘图能力，初步锻炼编写课程设计说明书的能力，提高运用计算机进行查找资料及计算的能力，初步经受工程设计方法和独立工作能力的培训。
设计说明书的时候要做到说明书语言通畅，符合语法以及工程语言规范，书写工整，如有条件能更好地利用计算机编写，适应现代化生产发展的需求。
工艺流程图、表绘制、标注符合规范，绘图符合规范。
如果设计过程过程中遇到问题，学生自己要实际动手，查阅相关文献资料，或者向指导教师请教。
学生要认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤，并根据指导教师开出的参考资料和自己掌握的有关资料，查找设计依据，做好笔记等，为课程设计打下良好的基础。
要严格按照设计任务书的要求，在指导教师的指导下每个学生必须要按时按质独立完成设计任务：编写课程设计任务书和绘制图纸。
本次课程设计进行的时间为四周，程序为：接受任务书、课程设计准备、课程设计和成绩考核评定四个阶段。
一锡及锡的冶炼1.1锡的简介锡元素符号Sn，原子量为118.69，在元素周期表原子序数为50，属于IV A 位于同族锗铅之间，故锡与铅有许多相似之处，且锡和铅形成合金。
锡的主要物理性质密度(20℃) ------ 7.3 g／cm3熔点------ 231.9 ℃沸点 ------ 2625 ℃平均比热(0～20℃) ------ 226 J／(kg·K)热导率(0～100℃) ------ 73.2 W／(m·K)电阻率(20℃) ------ 12.6 μΩ·c m锡是白色金属，锡锭表面，因氧化会生成一层珍珠色的氧化膜，薄膜锡表面光泽与杂质含量与浇铸温度有光，锡中所含的少量杂质如：铅、砷、锑等能使锡表面结晶形状发生变化，并使表面颜色发暗，锡相对较软，具有良好的展性仅次于金、银、铜，容易压制0.04mm后的锡箔，但延性很差，不能拉护丝锡条，在被弯曲时，由于锡晶粒间发生摩擦并被破坏发生断裂般响声称“锡鸣”。
唐钢150吨钢包精炼炉快速脱硫工艺研究
[% S ]t
[%S]0
exp[
t]
• 其中
A
S
kM
1
WM
1
VM M
WS
LS
A S kM WM 1 [%S]0 VM M WS LS
• 式中A为渣钢界面面积；VM为钢水体积；ρS为炉 渣密度；ρM为钢水密度；WM为钢水质量；WS为 炉渣质量。
可推出以下结论
• 唐钢精炼炉反应速率的控制环节为钢液中的传质。 • 可以增加渣钢界面面积及钢液传质系数的因素都
五、应 用 效 果
• 下表为唐钢2003-2005年脱硫效率与平均脱硫时间对应表
时间
平均进站[S] （ppm）
平均出站[S] （ppm）
平均脱硫效率 （%）
平均脱硫时间 （min）
平均石灰消耗 （kg/t）
平均纯铝消耗 （kg/t）
2003.6 350 45 87 24 14.5 3.8
2003.12 410 55 86 20 12.3 2.8
• 唐钢一钢钢包精炼炉使用该工艺技术可以 满足唐钢BOF-LF-UTSC流程快速脱硫生产 要求。
谢谢
• 有必要开发研究LF炉冶炼薄板钢水快速脱 硫工艺 。
二、唐钢150吨LF主要技术参数
项目 公称容量 最小钢水处理量 最大钢水处理量 钢水净空高度 电极直径 极心圆直径 电极升降行程 电极升降速度 炉盖提升行程 钢包透气砖数量 变压器容量
单位 t t t
mm mm mm mm mm/s mm 个 MVA
2004.6 380 67 82 18 6.2 2.6
2004.12 360 68 81 15 4.8 2.3
2005.6 370 71 81 13 4.3 2.1
枪位、吹炼制度——150t顶底复吹转炉脱磷工艺参数的研究_吴伟
作者简介:吴 伟(1971-),男(满族),辽宁铁岭人,钢铁研究总院工艺所,博士生。
150t 顶底复吹转炉脱磷工艺参数的研究吴 伟1,吴志宏1,邹宗树1,李永祥2,郭振和2(1.钢铁研究总院工艺所,北京100081;2宝钢集团梅山有限公司,江苏南京210039)摘 要:利用冷态模型,对梅钢150t 顶底复吹转炉脱磷工艺参数进行了研究。
结果表明,选用6孔,倾角17.5°氧枪,底枪布置在0.52D 圆上,枪位1.7m ,顶吹流量为υ氧气,n =30000m 3/h ,底吹流量为υ氧气,n =540m 3/h 时,熔池搅拌效果最好。
根据水模实验优化的结果,制定梅钢吹炼工艺参数并应用于实际操作。
实际吹炼效果显示,钢中的磷含量大大降低,冶炼时间缩短。
关键词:复吹转炉;冷态模拟;脱磷;工艺参数中图分类号:TF 721 文献标识码:A 文章编号:100221043(2005)022*******Study on Process Parameters of Dephosphorization for150ton Combined B low n ConverterWU Wei 1,WU Zhi 2hong 1,Zou Zong 2shu 1,L I Y ong 2xiang 2,GUO Zhen 2he 2(1.Process Depart ment of Cent ral Iron &Steel Research Instit ute Beijing ,Beijing 100081,China ;2.Meishan Co.,Lt d.of Baosteel ,Nanjing 210039,China )Abstract :The process parameters of dep hop horization for 150ton top 2bottom combined blown converter at Meishan are st udied wit h a cold model.Result s show t hat t he best result s for molten bat h stirring are achieved when six 2nozzle oxygen lances are selected wit h included angle being 17.5°,top blow rate 30000m 3/h ,bottom blow rate 540m 3/h and t he bottom blowing t uyeres being arranged at 0.52D and lance position 1.7m.On t he basis of water modeling experiment s t he p rocess parameters for t he combined blown converter at Meishan are determined and used in t he act ual p roduction.The prac 2tical result s indicate t hat t he p ho sp horous content in steel is drastically reduced and smelting time greatly shortened.K ey w ords :combined blown converter ;cold modeling ;dep ho sp horization ;p rocess pa 2rameter 宝钢集团梅山有限公司炼钢厂(以下简称梅钢)冶炼原料中铁水含磷量较高(P 的质量分数平均为0.23%),给冶炼操作带来许多问题,如渣量大,冶炼操作不稳定,喷溅严重,终点命中率低等问题。
设计一座年产150万吨良坯氧气转炉炼钢车间毕业设计说明书
毕业设计说明书设计题目：设计一座年产150万吨良坯氧气转炉炼钢车间毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
梅钢150t转炉汽化冷却改造
转炉烟气冷却系统一般 分为全软水冷却 、全汽化冷却和根据烟道 不同段 的不同特点分别采用 强制循 环冷却 和汽化冷却相结合的复合式 汽化冷却三种方式。 全软水冷 却方 式虽然有 系统 简单 、 压力低 、 操作 简便的优点 ， 但不 能对转 炉烟气显热进行有效 回收 ， 且冷却水量大 ， 能耗高 ， 同时由于是 开式循环 ， 存在循环水污染 、 水质恶化 、 循环 系统堵塞 、 烟道漏水 等不容 易解决的问题 。这种方式运行成本高 、 可靠性差 、 维修工作量大 。 全汽化冷却方式 能够 回收蒸汽 、 系统简单 、 节省投 资以及耗 电少 。 但是活动烟罩 、 口固定段和可移动段所处 的环境较差 ， 炉 易损坏， 结构 且 特殊 ， 可靠性较差。 运行 复合式冷却方式是根据转炉烟道不 同段 的不 同特点分别采用 强制 循环冷却和汽化冷却相结合。该冷却方式既能 回收蒸汽 ， 又安全可靠 、 设备使用 寿命长 ， 是较为先进的烟气冷却方式 。 从工艺系统原理看 ， 转炉汽化冷却系统较为复杂 ， 但该工艺系统科 学合理 ， 运行稳定 。在国 内， 转炉汽化冷却方式从 ２ ０世纪 ８ Ｏ年代起至 今已在各个钢厂采用 ， 良好的使用经验 ， 回收能源方面取得 了很好 有 在 的效果 ， 是一种较成熟的工艺 。 与全软水冷却工艺相 比， 汽化冷却工艺的优点如下 ： （ 副产品——蒸汽 ， １ ） 可作为炼 钢厂 内部 Ｒ Ｈ用蒸汽 ， 可外供 其它 也 单元用户 ， 减少热电厂抽汽量 ， 电厂可增加发电量 ； （ 运行 电耗 比软水冷却工艺低 ； ２ 】 （ 比全软水冷却工 艺比较 ， 占地 。 ３ ） 少 其主要缺点是一次设备初投资 比全软水冷却工艺高 。但是 根据其 回收蒸汽价格估算 ，大约可 以在一年 内收 回汽化冷却工艺增加 的设备
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中国冶金装备网—中国冶金人的网 - 1 - 150t转炉铁水脱硫站工艺优化设计
摘要：梅山炼钢厂在对现有的铁水脱硫工艺实施的升级改造项目过程中，根据现有铁水脱硫设备老化、工作环境差、工序布置不合理等实际情况，为满足新增产量100％脱硫的需要，在铁水脱硫工艺布置、工艺技术的选择、设备改进等方面进行了优化设计。新建成的150t铁水脱硫工序，工艺布置在加料跨内按工艺次序成倒罐—铁水脱硫—转炉的有序排列。铁水脱硫工序形成了两站三工位脱硫中心、后扒渣的总体设计方案。实践证明该铁水脱硫站的优化设计实现了预期效果。新铁水脱硫站理顺了铁水供应物流关系、提高了铁水脱硫喷吹扒渣效率、改善了除尘效果。
关键词：铁水脱硫 复合喷吹 扒渣 除尘 Optimized Design of
Meishan 150t BOF Hot Metal Desulphurization Process Li Yingjie Shen Guoqiang Chen Deliang （Meishan Steel Making Plant（Meishan Steel Making Plant ，Yuhuatai， Nanjing city，Jiangsu Province，China 210039）
Abstract: When Meishan Steel making plant has implemented the project of upgraded the existing hot metal desulphurization(HMD)，technicians of the plant formed a design outline through enough analysis and argument about the choice of the desulphurization process,process layout,equipment improvement and so forth In order to satisfythe need of 100% HMD. They designed the new HMD according to the existing problems of plant，for example，aging equipments，badly operating environment，irrationality layout. The process facilities of new plant in converting bay is lay from hot metal converter,HMD to BOF in right process way. The new HMD plant generally consisted of one desulphurization center with three treatment units and three back slag skimmer. Practice proved that the optimized design of the HMD plant winned great success because of the operating new HMD's layout in right sequence,desulphurization and skimming advance and dedusting improvement. Key words:Hot metal desulphurization(HMD) co-injection slag skimming dedusting 1. 前言 中国冶金装备网—中国冶金人的网 - 2 - 随着梅钢炼钢前后道工序的产能建成投用，炼钢工序成了生产的瓶颈，公司需对梅钢现有炼钢系统进行技术改造，使其生产规模达到年产合格板坯350万t。 梅钢现有炼钢车间的主要工艺设备有：1套铁水罐顶喷镁基铁水脱硫装置、2座150t顶底复吹转炉、2座在线吹氩喂丝站、1座150tLF精炼炉、1座150tRH真空脱气装置。现有条件下，工艺设备的设计产能、品种无法满足炼铁、连铸、热轧、冷扎工序匹配的要求。 炼钢车间现有铁水脱硫工序存在超负荷运行、行车物流不畅和设备故障多问题。在炼钢系统技术改造项目确定了在预留位置增加1台150t的转炉，在此方案前提下，加料跨的工艺布局和铁水脱硫工序的方案整合一直困扰着炼钢厂。为使炼钢车间的工艺布置合理，调度顺行，选择一套节约、环保、高效的铁水预处理方案一度成为炼钢项目可行性研究阶段的焦点。
2. 梅钢铁水脱硫工序的现状及分析 2.1铁水脱硫工序分析 炼钢车间技术改造项目实施前，有套1＃镁基复合喷吹的铁水脱硫装置布置在加料跨内东侧，倒罐坑布置在脱硫和转炉之间。加料跨配有2台240t行车负责铁水的倒运和其他辅助作业。高炉铁水使用70t的铁水罐通过铁路运输送到倒罐跨后，70t的铁水罐在倒罐跨采用牵引车对位，在倒罐跨内的4台翻包卷扬负责将铁水兑入倒罐坑内150t铁水罐中。加料跨工艺布置图见下图1。
图1 现有加料跨工艺布置图 实现改造后350万吨全铁水脱硫铁水的组织，分析钢厂现有铁水供应的工艺布置和设备配置情况存在一下问题： 2.1.1现有一座铁水脱硫站的产能不够。 目前单工位铁水脱硫装置的年设计处理能力为180t，远小于转炉产能。三座转炉同时冶炼品种钢或普碳钢时，转炉冶炼周期一般为40min，每罐铁水供应的节奏要求在12min时，才能保证转炉节奏匹配。现有铁水脱硫的生产周期正常周期为33min，只能满足1座转炉的铁水的脱硫处理工序要求。具体工序时间统计如下表1。 表1 铁水脱硫工艺时间表
项目名称 铁水罐座车到处理测温取样 下枪 喷吹 提枪 倾翻铁水扒渣 铁水罐回测温取样 移出铁水总时间 中国冶金装备网—中国冶金人的网 - 3 - 罐 位 罐 正 罐 时间（min） 4 2 1 0.5 12 0.5 0.5 10 0.5 1 1 33
理论上计算，需要3工位铁水脱硫才能满足三座转炉同时冶炼周期要求，即三座铁水脱硫站的处理铁水周期为：33÷3＝11min<12min。 2.1.2工艺次序不畅 铁水工艺次序为：倒罐—铁水脱硫—转炉，现有工艺设备物理布置由东向西依次为：铁水脱硫—倒罐—转炉。由于两者不一致导致生产组织时行车的调度协调增加难度增大。加料跨内2台铁水运输行车中只能发挥一台行车的核心作用，另一台行车配合生产，两车运行作业存在干涉。 2.1.3加料跨行车的作业率高 不考虑加料跨行车生产辅助作业情况下，以西侧为主作业兑铁行车计算行车的作业时间，如下表2，表3。从表中看出，行车供铁周期为每15min，大于转炉冶炼周期。因此，加料跨铁水生产组织将以加料跨行车供铁周期为基准。
表2 东侧行车作业工艺时间
东侧行车作业，倒罐工序至铁水脱硫工序 倒罐起吊 空中走行
铁水脱硫座包 合计时间
（min） 3 1 4 8 表3 西侧行车(主）作业工艺时间
另外，由于现有加料跨内将铁水罐维修区域布置在倒罐和转炉之间，铁包维护时需占用行车和通道。现有铁水脱硫渣盘的倒运需占用行车，且干涉主线铁水的运输。 2.1.4现有铁水倒罐坑需改造为混铁车倒罐方式。 敞口式的铁水包运输方式易造成铁水运输中的温度损失大。由于铁水入炉铁水的温度要求大于1250℃，考虑铁水脱硫及倒罐处理的温度损失，要求铁水进钢厂的温度不得低于1300℃，为减少温度损失优先选用混铁车运输方式。依据目前各大钢厂经验，铁水厂区之间得运输方式大多采用混铁车方式。由于现有铁水罐运输方式下，倒罐坑距为24.5m，而新的混铁车运输方式下，倒罐坑坑距为25.8m，且现有倒罐厂房西侧无足够的空间布置混铁车方案。 基于以上原因，并按照倒罐-铁水脱硫-转炉的工艺顺序布置设备，梅钢350万吨改造项目确定加料跨工艺布置中铁水倒罐坑东移的方案。
2.2 现有铁水脱硫工序主要问题 改造前铁水脱硫设备使用中存在需要改进的问题，影响日常的铁水脱硫工序生产效率和环保，主要有： （1）铁水脱硫喷吹时间长。由于原有设备的布置和喷吹管路问题，设备在铁水脱硫喷吹过程中喷溅大，导致喷吹速率低，镁粉的下料速度一般为8kg/min，喷吹时间长达12min。 （2）扒渣时间长。现有铁水脱硫站采用前扒渣工艺，即扒渣机在兑铁口侧罐咀扒渣，扒渣臂行程长，扒渣时间长，一般扒渣时间为10min。 （3）铁水脱硫除尘效果差。由于铁水脱硫站除尘吸风罩无法兼顾喷吹和扒渣，导致吸尘效果大大降低，且除尘系统抽风风量严重不够，导致除尘效果差，作业环境急待改进。
西侧行车作业，铁水脱硫工序至转炉工序
重包起吊 至转炉平台 平台等待 对中、挂钩、兑铁 返回倒罐落空 合计时间（min） 3 2 0 4 6 15 中国冶金装备网—中国冶金人的网
- 4 - 3.优化设计方案 为满足产品方案要求和减轻转炉冶炼负荷，梅钢确定本工程铁水脱硫改造升级方案设计目标为满足3座150t转炉冶炼用铁水100％进行炉外铁水脱硫处理要求，并保证区域铁水的有序组织。此次铁水脱硫工艺和设备改造设计本着实现工艺优化、设备改进、环境友好的原则进行方案研究、分析、比较，最终确定总的改造方案。
3.1铁水脱硫工艺布置优化设计 为保证工序的流畅，依据加料跨倒罐-铁水脱硫-转炉的工艺顺序和铁水罐运输改鱼雷罐运输方式，如前所述梅钢在决策加料跨工艺设备布置方案时确定了加料跨东延，铁水倒罐站东移的布置方案。在倒罐站东移的前提下，铁水脱硫改造也相应提出了两个典型的工艺布置方案。 3.1.1布置方案一 1)方案设计将现有的铁水倒罐站拆除移到原（1＃）铁水脱硫站的东侧，新增1 套单处理工位的铁水脱硫装置，布置在现有铁水脱硫装置的西侧，并与现有铁水脱硫装置形成3 台铁水罐车的串联布置方式。具体布置见图2。
图2 铁水脱硫布置图方案一 方案一新增的铁水脱硫装置共用原脱硫站料仓，采取喷吹扒渣同处一工位的布置形式，铁水脱硫铁水罐车与铁水脱硫渣车平行布置，渣罐装满后通过行车或汽车吊更换，汽车运输到炉渣跨处理。该放方案需要对现有的1 套单处理工位单车的铁水脱硫装置进行局部改造，将其料仓和喷吹系统移位，新增2辆铁水罐倾翻车和2 辆渣盘车，并在两套铁水脱硫装置之间设置1 台离线扒渣机，以缩短扒渣等待时间，提高铁水脱硫的处理能力。该方案形成2 套单处理工位、1扒渣工位、3 台铁水罐车串联布置的铁水脱硫装置，以满足铁水进行炉外铁水脱硫的处理要求。 2)方案的优点： （1）每站采用单处理工位双小车的布置型式，可缩短铁水脱硫辅助及铁包车走行等待时间，提高单工位铁水脱硫的处理能力； （2）现有1＃铁水脱硫站的布置不变，场地占用小，改造成本小。 方案的缺点： （1）铁水脱硫喷吹及扒渣工位设置统一除尘设施，无法同时满足喷吹、扒渣