關于爐渣鎂鋁比的探討
2019-05-21 來自: 網絡 瀏覽次數:1457
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1 MgO作用
(1)爐渣Al2O3含量高于16%時,添加MgO改善爐渣流動性;
(2)有助于脫硫;
(3)一 定量的MgO抑制燒結礦低溫還原粉化,通常燒結中添加白云石和菱鎂石。
(4)過量后燒結機生產效率降低,機械強度下降,配炭量增加,能耗能加。
2 高鋁爐渣的影響
高鋁渣通常指Al2O3含量高于15%的爐渣,Al2O3含量升高后會造成爐渣流動性變差,脫硫能力降低,焦比升高,高爐操作困難。
3 國內外高爐鎂鋁比控制情況
2015年國內220座高爐鎂鋁比平均值0.65,其中鎂鋁比0.6的30%左右,0.65的25%左右,0.7的20%左右,鎂鋁比高于0.6的大于90%。國內4000m3高爐渣中鋁含量平均值為14.12%,鎂鋁比平均為0.54。
國外鎂鋁比較低,印度渣中Al2O3含量20%以上,但Durgaur的3號和4號高爐的鎂鋁比為0.45和0.42。 Bokaro廠2號高爐鎂鋁比0.49。韓國高爐渣中Al2O3含量在15~16%,光陽鎂鋁比0.32,浦項鎂鋁比0.22。
4 國內鋼鐵企業鎂鋁比調控摘錄
(1)酒鋼
2013年,鎂鋁比與[S]有明顯的負相關性,鎂鋁比為0.75左右時有明顯的脫硫效果。爐渣中Al2O3含量為10.5~12%。綜合考慮爐渣流動性能和脫硫能力,以及硫負荷和堿負荷,爐渣MgO含量控制在9.0%左右,鋁含量越低越好。
(2)安鋼
2013年,燒結礦中MgO含量對燒結礦的滴落性能和轉鼓有影響,從這個角度講,應該降低燒結礦中的MgO,降低爐渣鎂鋁比。采取加強出鐵操作、適當提高爐渣二元堿度和爐溫的措施,取得好的指標。燒結礦中MgO從1.28到2.76時,轉鼓由67.86 降低到62.35%。原因是,MgO溶解進鐵酸鈣形成鎂尖晶石,降低鐵酸鈣粘結相SFCA的強度。燒結礦中MgO降低0.5%,燃料消耗降低0.5kg/t,燒結礦品位可提高0.3%以上。
2013年9月,安鋼學習寶鋼、浦項,開始降低燒結礦MgO,降低爐渣鎂鋁比的實踐。結果表明,鎂鋁比由0.48降低到0.39,燒結礦質量穩定,爐況順行。措施:適當提高爐渣二元堿度,鐵水溫度穩定在1510±10℃,加強出鐵管理。
(3)包鋼
2016年,圖1是SiO2為35%時的四元相圖,橢圓是高爐冶煉適宜的爐渣成分區,堿度1.1時,隨Al2O3含量升高,粘度增加,但是適當增加MgO后,仍具有較好的流動性。MgO達到7%以上后,終渣的流動性和脫硫能力較好。
氧化鋁為14%,R2為1.1的條件下,考慮脫硫和排堿,建議MgO控制在6%~10%,鎂鋁比0.4~0.7。爐渣堿度穩定的前提下,爐渣脫硫能力隨鎂鋁比降低而降低,建議,氧化鎂控制在8.0%,鎂鋁比0.6。在保證高爐MgO需求的前提下,爐料結構采用低MgO燒結礦配加含MgO球團。
(4)山鋼煉鐵廠
山鋼煉鐵廠實驗:鎂鋁比不是越高越好,超過一 定界限后,爐渣粘度出現拐點,不降反升。自然鎂燒結礦,雖然R2為 1.18,但R4仍為0.84,呈酸性渣特性,影響操作。建議R4不低于0.87,實際操作不低于0.9。爐渣氧化鋁在17%左右時,鎂鋁比在0.5±0.05,R4為0.9~0.95,R2為1.2為宜。
(5)濟鋼3200m3高爐
2013年,燒結配加塞拉利昂礦后,燒結中Al2O3由1.80%增加至2.81%,使3200m3高爐渣中Al2O3由15.4%增加至17.18%。二元堿度R2在1.05~1.20范圍內,高爐渣中Al2O3含量在7~15%范圍內,爐渣處于較低粘度區,超過此范圍,Al2O3含量的微小變化即可造成高爐渣粘度急劇增加。
初始措施,添加白云石和硅石等輔料,稀釋渣中的Al2O3含量,但隨Al2O3含量的增加,效果一般,且大幅增加渣量。Al2O3含量一 定的條件下,爐渣堿度、爐缸溫度和渣中的MgO含量均影響爐渣粘度,應保證較高的堿度、充足的爐缸溫度和適宜的鎂鋁比,使爐渣粘度處于0.5~2.0Pa.s的范圍內。
增加爐渣鎂鋁比的措施:(1)使用巴西高硅粗粉、紐曼粗粉等低硅原料(2)向高爐中直接添加鎂質熔劑,菱鎂石。濟鋼燃料比550~560kg/t,風溫>1200℃,[Si]0.35~0.5,物理熱在1520℃,渣中鎂鋁比>0.6,爐渣堿度1.15~1.25,渣中鎂8~11%。
(6)濟鋼1750m3高爐
2014~2015年濟鋼冶煉實踐表明,高渣比和高Al2O3含量不能同時存在,否則易造成風口區、爐腹、爐腰粘結,是縮小爐缸死焦堆,改善爐缸活性的巨大障礙。
2016年1月濟鋼1750m3高爐開始低鎂鋁比操作,入爐品位57.5%、渣中Al2O3<18%的情況下,取消蛇紋石入爐,燒結礦中MgO由2.6%降低到2.0%,使渣中鎂鋁比由0.6分三個月降低至0.45~0.48,同時二元堿度由1.2~1.23,提高至1.25~1.27,且始終保持爐渣四元堿度0.97~0.98。
其他措施:優化焦炭質量,提高燒結品位,擴大風口面積(0.267m2增加至0.275m2,風口長度以400mm為主,為配合控制側壁溫度,其中4個風口長度為450mm)。
(7)梅鋼
5號高爐(4070m3)2012年6月投產。渣中Al2O3在16%左右,加蛇紋石以保證爐渣鎂鋁比在0.52左右,但造成渣鐵比增加,高爐下部透氣性惡化。
梅鋼鐵水溫度1500℃左右,爐渣溫度1540~1550℃,根據1500℃四元相圖,MgO不變,增加堿度可降低爐渣粘度。爐渣MgO由10%降低至5%,為保持粘度不變,需要將堿度由1.14提高至1.28。
控制較高的渣中MgO及鎂鋁比不是維持高Al2O3高爐渣良好流動性的唯 一技術手段,適當提高二元堿度,可降低高Al2O3爐渣粘度。對于15.5~16%的爐渣,堿度控制在1.23±0.02,渣中MgO控制在6.5~7.5%。
(8)青鋼
青鋼、2015年老區進行降低鎂鋁比試驗,試驗前長期維持鎂鋁比0.7左右,降低至0.65后基本無變化,降低0.6以下后(物理熱長期1480℃以下,且風溫低,富氧低,噴煤比高,塊礦比高),順行變差:當[Si]較低時,流動性變差,壓量關系緊張,實際出渣量減少,甚至懸料。大幅提高爐缸物理熱后,爐渣流動改善。適宜鎂鋁比應在0.65左右。
2016年新區,1800m3高爐物理熱充沛(1500℃以上),嘗試將鎂鋁比降低至0.5~0.55,可保持長期穩定順行。
5 總結
(1)鎂鋁比對于調控爐渣流動性,進而調控爐缸工作狀態十分重要,尤其適用高鋁礦的企業一 定要重視調控;
(2)鎂含量影響爐渣四元堿度,有助于爐渣脫硫;
(3)不同學者對高爐渣鎂鋁比控制范圍存在不同見解,大致可分為三種:鎂鋁比高于0.7,鎂鋁比在0.5~0.6,鎂鋁比在0.4左右。然而,不同企業的原料條件、操作條件差異十分明顯,不能一概而論。
(4)建議使用高鋁礦,且沒有條件保證穩定的原料條件和充沛爐溫的企業,適當提高鎂鋁比,保證爐況順行應為首要任務;有條件推行低鎂操作的企業,可適當降低鎂鋁比,有助于進一步降低渣量,減少能源消耗。同時,推動自然鎂燒結和鎂質球團的爐料結構。