2002年大高炉会议征文炉前脱硅技术_高炉炉前技术总结

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宝钢高炉炉前脱硅技术

内容提要

宝钢采用铁水预处理技术，有利于调整公司产品结构，冶炼国内、外市场需求量不断增加的低磷、低硫、高纯度、高附加值的钢种，提高公司市场竞争力和经济效益。为此，必须在高炉炉前增设脱硅工艺。目前，宝钢1、2、3号高炉分别建有脱硅规模为165万吨/年、325万吨/年（大修后可达到370万吨/年）、345万吨/年的三套脱硅工艺系统。

宝钢炉前脱硅由北京钢铁研究设计总院设计，宝钢上检公司等单位施工。工艺系统采用喷吹法，通过工艺参数的调整，解决了喷吹管线上的脱硅剂堵塞等工艺问题，产生了数项宝钢技术秘密。目前生产操作稳定，完全能够满足炼钢的低硅（≤0.20％）铁水的需求，脱硅效率和效果良好，2001年，高炉炉前脱硅合格率（脱硅后铁水含[SI]≤0.20％的罐数占全部脱硅罐数的比率）达到97.7%，有效地满足了炼钢工艺需求。同时，较大幅度地提高了炼钢的生产效率和降低了炼钢的生产成本，根据炼钢生产实绩计算，1吨铁水每脱[SI]0.01%，可降低炼钢成本0.71元。1项目的主要技术内容 A、采用的技术原理：

高炉炉前脱硅是炼钢铁水预处理过程，宝钢高炉炉前脱硅采用的是喷吹法，即在高炉炉前建有脱硅喷吹站，脱硅剂经罐车输送至脱硅喷吹站，经喷吹罐加压、流化后，通过喷吹管线，从脱硅喷枪喷入出铁中的摆动流咀中，脱硅剂（主要是烧结矿粉和除尘粉，含较高的FeO）与铁水一起进入鱼雷罐中，脱硅剂与铁水中的[SI]发生剧烈反应，形成SiO2进入渣中，从而达到铁水脱[SI]的目的，其反应式为：

2FeO+[SI]=SiO2+2[Fe] 同时，由于脱硅过程是一种剧烈的氧化反应过程，脱硅的过程又是脱碳的过程，铁水中的[C]被氧化生成CO气体，造成脱硅过程中产生大量的泡沫渣，泡沫渣的产生不但影响脱硅效率，而且泡沫渣极易造成鱼雷罐罐口熔渣满溢，影响鱼雷罐的铁水装载量，且容易引发不安全的事故发生。针对这种情况，研究开发出了高炉炉前脱硅消泡剂，有效地抑制了泡沫渣的产生，确保了脱硅的正常进行。

高炉炉前脱硅是一项新的生产工艺，根据公司要求，整个脱硅系统在高炉正常生产过程中以技改的形式逐步在宝钢三座高炉增建，到2001年底，宝钢三座高炉炉前脱硅系统全部建成并投入运行。根据宝钢高炉的实际生产状况和脱硅工艺特点，主要采取了以下的措施：

① 协调组织正常生产和技术改造施工、生产调试

宝钢高炉炉前脱硅技改工程在施工改造过程中具有以下特点：  资金投入量较大，工程改造施工量大，1、2号高炉分别增加了一台炉前脱硅除尘风机，2号高炉还兼顾到高炉大修后的出铁场部分平坦化工程。

 施工工作复杂，难度大，技改工程在高炉生产过程中进行，既要确保技改工程的顺利进行，又不能影响高炉的正常生产，而且有些改造的关键部位与高炉的正常生产直接相关。

为此，炼铁厂根据各高炉的状况，专门成立以项目负责人为主的脱硅改造推进小组，负责协调和推进脱硅技改工程的工作。通过采用区域负责管理、三方签字确认、一事一票等形式，生产方与设计单位和施工单位的密切合作，协调和推进，既保证了生产的正常进行，又按时圆满地完成了脱硅技改工程。同时，针对新的工艺技术特点，及时组织编写了岗位操作规程和安全规程并组织职工进行学习，确保了三座高炉的脱硅系统顺利投产。

② 稳定高炉生产，实施低硅冶炼

根据宝钢炉前脱硅工艺设计要求，为了使铁水脱硅后的含硅满足炼钢需求（[SI]≤0.20%），脱硅前的铁水温度须稳定，控制铁水[SI]≤0.42%。近年来，宝钢炼铁技术在不断保持世界一流水平的同时，继续进行高炉低硅冶炼操作，通过对高炉渣铁性能的控制、风口前理论燃烧温度控制、高煤气利用率控制、高喷煤比的控制和原燃料质量控制等技术研究和进步，高炉低硅冶炼技术取得了显著的进步和提高，近两年来，高炉炉况顺行、炉温稳定，铁水含[SI]在0.30%左右。不仅提高了宝钢的高炉冶炼技术，降低了高炉生铁成本，同时也为高炉炉前脱硅奠定了良好的基础。

③ 调整工艺参数，稳定脱硅操作控制

高炉炉前脱硅是宝钢高炉新的操作工艺技术，其操作方式采用喷吹法，即脱硅剂经罐车输送至脱硅喷吹站，由喷吹罐加压、流化后，通过脱硅喷吹管线输送至出铁场摆动流咀平台，采用脱硅专用喷枪喷入出铁中的摆动流咀中，脱硅剂与铁水一起进入鱼雷罐进行铁水脱硅。由于脱硅喷吹管线较长，而且脱硅剂的比重较大，在脱硅操作过程中容易发生管线堵塞，影响脱硅操作和脱硅效率。脱硅操作人员根据新的工艺特点，逐步调整和优化工艺参数，自主开发出了“防止管线堵塞控制系统”，确保了脱硅喷吹系统的稳定控制。

④ 研究开发脱硅使用的消泡剂

根据宝钢高炉炉前脱硅工艺技术特点，铁水的脱硅反应在鱼雷罐中剧烈进行，同时，由于脱硅过程也是铁水脱碳的过程，碳的氧化和脱硅过程中渣的粘度等物化性能的变化，造成大量的泡沫渣产生，不仅影响脱硅效率，也对实际操作生产带来极不利的影响。通过对脱硅反应机理、脱硅过程中渣的粘度、碱度和表面张力等物性的研究，相应研究开发出适合宝钢高炉炉前脱硅工艺要求的消泡剂，实际使用过程中在保持脱硅效率的条件下有效地抑制了泡沫渣的产生，效果良好。

B、关键技术及创造点（限400个汉字）：

1)技改工程量大，现场施工难度大，环境复杂：高炉脱硅技改工程分别在宝钢三座高炉进行，时间跨度长，工程投入量大，现场施工难度大环境复杂。在实际改造过程中，既要保证高炉的生产正常进行，设备改造上近可能利用高炉现有的各类设备，又要确保脱硅改造的顺利完成。通过采用区域管理负责制、分期改造建设、分期投产、不断改进等行之有效的管理方式，确保了三座高炉脱硅技改工程的顺利进行并投产成功。

2)稳定高炉生产顺行和炉温控制：高炉炉况的顺行和炉温控制的稳定是高炉炉前脱硅顺利进行的基础，近年来，三座高炉铁水含[SI]稳定在0.30%左右，有利于提高炉前脱硅质量和满足炼钢需求。

3)调整和优化工艺参数：作为一种新的炉前工艺技术，根据现有脱硅剂性质和工艺特点，通过调整和优化操作参数，稳定了脱硅操作并形成了宝钢专有的操作技术秘密。

4)研究开发脱硅专用消泡剂：通过对高炉炉前脱硅机理的研究，开发出了宝钢专用的脱硅消泡剂，稳定了脱硅操作并保证了脱硅质量。

2、项目与国内外益友同类先进技术的对比情况 综合评述：

宝钢采用铁水预处理技术，有利于调整公司产品结构，冶炼国内、外市场需求量不断增加的低磷、低硫、高纯度、高附加值的钢种，提高公司市场竞争力和经济效益。铁水脱硅为铁水三脱预处理的新的工艺技术，宝钢在高炉炉前增建喷吹法铁水脱硅系统，不仅有效地解决了炼钢生产所需的低硅铁水，在工艺技术上，也大大提高了脱硅操作的稳定性和脱硅效率。同时，通过增建炉前脱硅除尘系统，有效地控制了炉前的烟尘，改善了作业环境。

宝钢高炉炉前脱硅系统采用喷吹法，即在高炉炉前建有脱硅喷吹站，脱硅剂经罐车输送至脱硅喷吹站，经喷吹罐加压、流化后，通过喷吹管线，从脱硅喷枪喷入出铁中的摆动流咀中，脱硅剂与铁水一起进入鱼雷罐中，与铁水中的[SI]发生剧烈反应，形成SiO2进入渣中，从而达到铁水脱[SI]的目的，这种方式操作相对简单，脱硅效果好，2000年高炉脱硅合格率为95.0％，2001年高炉脱硅合格率为97.76%。至2001年底，宝钢三座高炉炉前脱硅系统全面建成并投产（1997年1号高炉脱硅改造投产，1999年4月3号高炉脱硅改造投产，2001年底2号高炉脱硅改造投产），年脱硅能力达到835万吨，根据计算，采用高炉炉前脱硅，每吨铁水下降0.01%，则可降低炼钢成本0.71元，经济效益十分巨大。

宝钢高炉炉前的此种脱硅工艺在国内为首创，在国际上亦为先进工艺技术。3．项目的经济效益和社会效益情况