轉(zhuǎn)爐煉鋼中高強(qiáng)鋁鐵壓球的應(yīng)用范文

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摘要：主要介紹高強(qiáng)鋁鐵壓球的生產(chǎn)工藝流程和化學(xué)成分及現(xiàn)場使用情況。高強(qiáng)鋁鐵壓球通過物理擠壓成型，生產(chǎn)能耗低、污染小、便于儲(chǔ)存且強(qiáng)度高不易粉化，減輕了現(xiàn)場環(huán)保壓力，是節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色化的新型含鋁復(fù)合脫氧劑。在轉(zhuǎn)爐煉鋼中，高強(qiáng)鋁鐵壓球在使用量、脫氧能力和出鋼溫降方面與鋁鐵合金基本一致，但其生產(chǎn)工藝簡單、成本低，因此，使用高強(qiáng)鋁鐵壓球替代鋁鐵合金能達(dá)到降本增效的目的。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)鋁鐵壓球化學(xué)成分復(fù)合脫氧劑降本增效

前言

鋁鐵合金作為煉鋼過程中的主要脫氧劑之一，具有強(qiáng)烈的脫氧凈化作用，可以改善夾雜物形態(tài)減少鋼液中氣體元素含量，但鋁鐵合金的生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高，質(zhì)量要求嚴(yán)格［1-3］。目前主要用中頻感應(yīng)電爐生產(chǎn)鋁鐵合金，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜、能耗高、污染大，隨著環(huán)保壓力的加大，其生存空間逐漸縮小［4-6］。為確保鋁鐵合金的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，各鋼鐵廠開始尋求新型鋁制脫氧劑替代鋁鐵合金。經(jīng)市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，鋁制品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量粉塵及碎屑，可回收再利用［7］，與鐵粉按一定比例混勻使其化學(xué)成分與鋁鐵合金基本一致，擠壓成型后，其密度大、落下強(qiáng)度高、易儲(chǔ)存，既環(huán)保又節(jié)能，可作為一種新型鋁制脫氧劑使用［8-10］。

1生產(chǎn)工藝流程與對(duì)比試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)原料高強(qiáng)鋁鐵壓球生產(chǎn)用原材料為鋁粉和鐵粉，其純度較高，雜質(zhì)元素含量低，化學(xué)成分如表1所示。

1.2生產(chǎn)工藝流程高強(qiáng)鋁鐵壓球的生產(chǎn)工藝流程主要為:①將鋁粉和鐵粉按一定的比例用電子皮帶秤進(jìn)行稱量，然后混合均勻，每次混合料總量為1t;②將混合料提升至中間料倉，通過螺旋輸料機(jī)均勻供料至壓球機(jī)進(jìn)行擠壓成型;③對(duì)成型后的壓球進(jìn)行破碎，然后提升至回轉(zhuǎn)篩篩分，篩下料返回料倉進(jìn)行循環(huán)利用，篩上物即為成品高強(qiáng)鋁鐵壓球。該方法得到的高強(qiáng)鋁鐵壓球粒度、成分與鋁鐵合金基本一致，且生產(chǎn)工藝簡單，克服了中頻感應(yīng)電爐生產(chǎn)鋁鐵合金過程中能耗高、污染大等缺陷。高強(qiáng)鋁鐵壓球原材料多為二次利用資源，價(jià)格低，隨著環(huán)保整治力度的加大，高強(qiáng)鋁鐵壓球的發(fā)展前景可觀。高強(qiáng)鋁鐵壓球和鋁鐵合金化學(xué)成分及使用場合如表2所示。

1.3對(duì)比試驗(yàn)本次試驗(yàn)數(shù)量為50t，分四次上料，分別為10t、10t、15t和15t，四次上料過程，皮帶首尾、落料口均專人監(jiān)視，主要觀察物料上料過程中有無破碎及粉化現(xiàn)象，最后在轉(zhuǎn)爐出鋼一半后將高強(qiáng)鋁鐵壓球?qū)?zhǔn)鋼流加入。為了方便與鋁鐵合金進(jìn)行對(duì)比，收集了相同爐座冶煉同一鋼種的數(shù)據(jù)。

2結(jié)果與討論

2.1轉(zhuǎn)爐脫氧爐次數(shù)據(jù)試驗(yàn)收集了高強(qiáng)鋁鐵壓球和鋁鐵合金在轉(zhuǎn)爐脫氧過程中的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)鋼種均為鋁鎮(zhèn)靜鋼，且各收集了15爐試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表3所示。

2.2合金用量對(duì)比合金使用量增多不僅會(huì)增加成本，還會(huì)影響溫降、增加渣量及雜質(zhì)元素引入，因此，在合金的替代使用中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注合金使用量。從表3可知，高強(qiáng)鋁鐵壓球平均使用量低于鋁鐵合金。從圖1可以看出，高強(qiáng)鋁鐵壓球在使用量上波動(dòng)較小，更加穩(wěn)定，便于控制投入量。

2.3脫氧能力對(duì)比高強(qiáng)鋁鐵壓球和鋁鐵合金的主要作用是脫去鋼水中多余的氧，其脫氧能力直接影響元素收得率，是評(píng)價(jià)脫氧合金質(zhì)量的重要指標(biāo)之一［11］。從表3可知，在鋼水量為358t左右，出鋼溫度為1663～1671℃，停吹游離氧727～771ppm的條件下，加入高強(qiáng)鋁鐵壓球后鋼包鋁含量為32ppm，加入鋁鐵合金后鋼包鋁含量為34ppm，兩者差異較小。圖2為高強(qiáng)鋁鐵壓球與鋁鐵合金每爐脫氧后鋼包鋁含量對(duì)比，可以看出高強(qiáng)鋁鐵壓球與鋁鐵合金的脫氧能力相當(dāng)且更穩(wěn)定。2.4出鋼溫降對(duì)比由于鋁質(zhì)脫氧劑在轉(zhuǎn)爐中主要為吸熱反應(yīng)，因此，由合金使用造成的溫降不利于鋼水質(zhì)量。從表3可知，在高強(qiáng)鋁鐵壓球和鋁鐵合金平均加入量相近的情況下，對(duì)應(yīng)的出鋼溫降分別為52℃和54℃，兩者差異較小，但從圖3可知，高強(qiáng)鋁鐵壓球的溫降波動(dòng)更小，有利于現(xiàn)場精準(zhǔn)預(yù)測(cè)出鋼溫度，在保證澆注順行的情況下，有效降低出鋼溫度，提高鋼水質(zhì)量，降低冶煉成本。

2.5經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比高強(qiáng)鋁鐵壓球由于生產(chǎn)原料便宜及工藝簡單等優(yōu)勢(shì)，其采購價(jià)格較同期鋁鐵合金低400元(不含稅)，湛江鋼鐵煉鋼廠月平均使用鋁鐵合金1800t，如果全部使用高強(qiáng)鋁鐵壓球替代可每月降低成本72萬元，折算成噸鋼節(jié)省成本約1.029元鋼水(以每月產(chǎn)量70萬t計(jì)算)，預(yù)計(jì)全年產(chǎn)生效益約864萬元。目前代替10%的鋁鐵合金，預(yù)計(jì)效益約86.4萬元/年。若后續(xù)高強(qiáng)鋁鐵壓球在使用中強(qiáng)度和水分均穩(wěn)定，可擴(kuò)大使用量。

3結(jié)語

通過了解高強(qiáng)鋁鐵壓球的生產(chǎn)工藝流程及現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果，重點(diǎn)對(duì)比了高強(qiáng)鋁鐵壓球和鋁鐵合金在轉(zhuǎn)爐脫氧過程中各項(xiàng)指標(biāo)的值，并對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比分析，得出以下結(jié)論:(1)高強(qiáng)鋁鐵壓球生產(chǎn)原料價(jià)廉且工藝簡單，其化學(xué)成分、粒度和鋁鐵合金基本一致。與傳統(tǒng)鋁鐵合金相比，高強(qiáng)鋁鐵壓球克服了中頻感應(yīng)電爐生產(chǎn)鋁鐵合金過程中能耗高、污染大等缺陷，是節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色化的新型含鋁復(fù)合脫氧劑。(2)通過對(duì)比試驗(yàn)分析，高強(qiáng)鋁鐵壓球與鋁鐵合金在使用量、脫氧能力和出鋼溫降方面基本一致。在出鋼過程中添加高強(qiáng)鋁鐵壓球無產(chǎn)生煙塵情況，減輕了現(xiàn)場環(huán)保壓力。(3)高強(qiáng)鋁鐵壓球采購價(jià)格較同期鋁鐵合金低，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益顯著，在強(qiáng)度、水分滿足生產(chǎn)的前提下，增加高強(qiáng)鋁鐵壓球使用量能有效降低噸鋼成本。

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作者：鄧明 金奕 王煒 徐潤生 單位：寶鋼湛江鋼鐵有限公司制造管理部