关于炉渣镁铝比的探讨

2019-11-27  来自: 万博全站下载万博手机客户端app环保科技有限公司 浏览次数:179

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1 MgO作用

(1)炉渣Al2O3含量高于16%时,添加MgO改善炉渣流动性;

(2)有助于脱硫;

(3)一 定量的MgO抑制烧结矿低温还原粉化,通常烧结中添加白云石和菱镁石。

(4)过量后烧结机生产效率降低,机械强度下降,配炭量增加,能耗能加。

2 高铝炉渣的影响

高铝渣通常指Al2O3含量高于15%的炉渣,Al2O3含量升高后会造成炉渣流动性变差,脱硫能力降低,焦比升高,高炉操作困难。

3 国内外高炉镁铝比控制情况

2015年国内220座高炉镁铝比平均值0.65,其中镁铝比0.6的30%左右,0.65的25%左右,0.7的20%左右,镁铝比高于0.6的大于90%。国内4000m3高炉渣中铝含量平均值为14.12%,镁铝比平均为0.54。

国外镁铝比较低,印度渣中Al2O3含量20%以上,但Durgaur的3号和4号高炉的镁铝比为0.45和0.42。 Bokaro厂2号高炉镁铝比0.49。韩国高炉渣中Al2O3含量在15~16%,光阳镁铝比0.32,浦项镁铝比0.22。

4 国内钢铁企业镁铝比调控摘录

(1)酒钢 

2013年,镁铝比与[S]有明显的负相关性,镁铝比为0.75左右时有明显的脱硫效果。炉渣中Al2O3含量为10.5~12%。综合考虑炉渣流动性能和脱硫能力,以及硫负荷和碱负荷,炉渣MgO含量控制在9.0%左右,铝含量越低越好。

(2)安钢

2013年,烧结矿中MgO含量对烧结矿的滴落性能和转鼓有影响,从这个角度讲,应该降低烧结矿中的MgO,降低炉渣镁铝比。采取加强出铁操作、适当提高炉渣二元碱度和炉温的措施,取得好的指标。烧结矿中MgO从1.28到2.76时,转鼓由67.86 降低到62.35%。原因是,MgO溶解进铁酸钙形成镁尖晶石,降低铁酸钙粘结相SFCA的强度。烧结矿中MgO降低0.5%,燃料消耗降低0.5kg/t,烧结矿品位可提高0.3%以上。

2013年9月,安钢学习宝钢、浦项,开始降低烧结矿MgO,降低炉渣镁铝比的实践。结果表明,镁铝比由0.48降低到0.39,烧结矿质量稳定,炉况顺行。措施:适当提高炉渣二元碱度,铁水温度稳定在1510±10℃,加强出铁管理。

(3)包钢

2016年,图1是SiO2为35%时的四元相图,椭圆是高炉冶炼适宜的炉渣成分区,碱度1.1时,随Al2O3含量升高,粘度增加,但是适当增加MgO后,仍具有较好的流动性。MgO达到7%以上后,终渣的流动性和脱硫能力较好。

氧化铝为14%,R2为1.1的条件下,考虑脱硫和排碱,建议MgO控制在6%~10%,镁铝比0.4~0.7。炉渣碱度稳定的前提下,炉渣脱硫能力随镁铝比降低而降低,建议,氧化镁控制在8.0%,镁铝比0.6。在保证高炉MgO需求的前提下,炉料结构采用低MgO烧结矿配加含MgO球团。

(4)山钢炼铁厂

山钢炼铁厂实验:镁铝比不是越高越好,超过一 定界限后,炉渣粘度出现拐点,不降反升。自然镁烧结矿,虽然R2为 1.18,但R4仍为0.84,呈酸性渣特性,影响操作。建议R4不低于0.87,实际操作不低于0.9。炉渣氧化铝在17%左右时,镁铝比在0.5±0.05,R4为0.9~0.95,R2为1.2为宜。

(5)济钢3200m3高炉


2013年,烧结配加塞拉利昂矿后,烧结中Al2O3由1.80%增加至2.81%,使3200m3高炉渣中Al2O3由15.4%增加至17.18%。二元碱度R2在1.05~1.20范围内,高炉渣中Al2O3含量在7~15%范围内,炉渣处于较低粘度区,超过此范围,Al2O3含量的微小变化即可造成高炉渣粘度急剧增加。

初始措施,添加白云石和硅石等辅料,稀释渣中的Al2O3含量,但随Al2O3含量的增加,效果一般,且大幅增加渣量。Al2O3含量一 定的条件下,炉渣碱度、炉缸温度和渣中的MgO含量均影响炉渣粘度,应保证较高的碱度、充足的炉缸温度和适宜的镁铝比,使炉渣粘度处于0.5~2.0Pa.s的范围内。

增加炉渣镁铝比的措施:(1)使用巴西高硅粗粉、纽曼粗粉等低硅原料(2)向高炉中直接添加镁质熔剂,菱镁石。济钢燃料比550~560kg/t,风温>1200℃,[Si]0.35~0.5,物理热在1520℃,渣中镁铝比>0.6,炉渣碱度1.15~1.25,渣中镁8~11%。

(6)济钢1750m3高炉

2014~2015年济钢冶炼实践表明,高渣比和高Al2O3含量不能同时存在,否则易造成风口区、炉腹、炉腰粘结,是缩小炉缸死焦堆,改善炉缸活性的巨大障碍。

2016年1月济钢1750m3高炉开始低镁铝比操作,入炉品位57.5%、渣中Al2O3<18%的情况下,取消蛇纹石入炉,烧结矿中MgO由2.6%降低到2.0%,使渣中镁铝比由0.6分三个月降低至0.45~0.48,同时二元碱度由1.2~1.23,提高至1.25~1.27,且始终保持炉渣四元碱度0.97~0.98。

其他措施:优化焦炭质量,提高烧结品位,扩大风口面积(0.267m2增加至0.275m2,风口长度以400mm为主,为配合控制侧壁温度,其中4个风口长度为450mm)。

(7)梅钢

5号高炉(4070m3)2012年6月投产。渣中Al2O3在16%左右,加蛇纹石以保证炉渣镁铝比在0.52左右,但造成渣铁比增加,高炉下部透气性恶化。

梅钢铁水温度1500℃左右,炉渣温度1540~1550℃,根据1500℃四元相图,MgO不变,增加碱度可降低炉渣粘度。炉渣MgO由10%降低至5%,为保持粘度不变,需要将碱度由1.14提高至1.28。

控制较高的渣中MgO及镁铝比不是维持高Al2O3高炉渣良好流动性的唯  一技术手段,适当提高二元碱度,可降低高Al2O3炉渣粘度。对于15.5~16%的炉渣,碱度控制在1.23±0.02,渣中MgO控制在6.5~7.5%。

(8)青钢

青钢、2015年老区进行降低镁铝比试验,试验前长期维持镁铝比0.7左右,降低至0.65后基本无变化,降低0.6以下后(物理热长期1480℃以下,且风温低,富氧低,喷煤比高,块矿比高),顺行变差:当[Si]较低时,流动性变差,压量关系紧张,实际出渣量减少,甚至悬料。大幅提高炉缸物理热后,炉渣流动改善。适宜镁铝比应在0.65左右。

2016年新区,1800m3高炉物理热充沛(1500℃以上),尝试将镁铝比降低至0.5~0.55,可保持长期稳定顺行。

5 总结

(1)镁铝比对于调控炉渣流动性,进而调控炉缸工作状态十分重要,尤其适用高铝矿的企业一   定要重视调控;

(2)镁含量影响炉渣四元碱度,有助于炉渣脱硫;

(3)不同学者对高炉渣镁铝比控制范围存在不同见解,大致可分为三种:镁铝比高于0.7,镁铝比在0.5~0.6,镁铝比在0.4左右。然而,不同企业的原料条件、操作条件差异十分明显,不能一概而论。

(4)建议使用高铝矿,且没有条件保证稳定的原料条件和充沛炉温的企业,适当提高镁铝比,保证炉况顺行应为首要任务;有条件推行低镁操作的企业,可适当降低镁铝比,有助于进一步降低渣量,减少能源消耗。同时,推动自然镁烧结和镁质球团的炉料结构。

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