尹宏军，工程师,2003年毕业于辽宁科技大学钢铁冶金专业。E-mail :***********************
尹宏军，赵自鑫，陈晨，王富亮
(鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司，辽宁营口115007)
摘要：为了解决高钛铁水对炼钢脱硫扒渣铁损和转炉炉内回硫量的影响问题，鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司研制了一种改性剂用于铁水预处理，使用后，扒损降低了1.12t/罐，回硫量降低了0.0011%，可以实现超低硫钢种的冶炼。
关键词：含钛铁水；改性剂；脱硫；扒渣中图分类号:TF777
文献标识码:A
文章编号:1006-4613(2020)03-0044-03
Development of Modified Agent for Separating Hot Metal with
High Titanium from Slag and Application of the Agent
Yin Hongjun ,Zhao Zixin ,Chen Chen ,Wang Fuliang
(Bayuquan Branch of Angang Steel Co.,Ltd.,Yingkou 115007,Liaoning ,China )
Abstract :In order to solve the problem that the effect of hot metal with high titanium on iron
loss during slag removal after desulphurization in steelmaking and resulfurization quantity in molten steel in converter,the modified agent was developed for hot metal pretreatment by Bayuquan Branch of Angang Steel Co.,Ltd..After the agent was used the iron loss and resulfuriza ⁃tion quantity were respectively reduced by 1.12tone per tank and 0.0011%,and thus smelting the
molten steel with ultra-low sulfur could be achieved.Key words 院hot metal with titanium;modified agent;desulphurization;slag removal
高炉炉役后期，需要加入钛矿或钛球进行护炉，在高炉炉缸内形成Ti (C 、N )，并沉积于炉缸受侵蚀部位的工作面或砖缝之中，对高炉炉衬起到了保护作用。鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司从2017年开始使用钛球进行高炉护炉，导致铁水的钛含量显著升高，铁水平均钛含量从
0.035%提高到0.120%，最高达到0.200%，铁水液面结壳、铁水罐口粘渣严重，增加了炼钢脱硫扒渣铁损量和转炉炉内回硫量，严重影响了炼钢安全生产、成本及质量的控制。据了解，目前国内有的钢厂采
用喷吹过程加入钠盐，降低脱硫渣熔点,
但效果不明显[1]。因此，鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司炼钢部(以下简称“炼钢部”)开展了高钛铁水渣铁分离的研究，研制了一种改性剂，用
于铁水预处理，取得了降低扒损和减少回硫的效果。
1工艺装备
炼钢部有三座铁水脱硫、扒渣装置，采用的是
德国PLOYSIUS 复合喷粉脱硫及扒渣设备。铁水预脱硫喷吹系统以氮气作为输送气体，采用高压、
浓相、复合喷粉工艺，可以喷吹CaO+Mg 粉[2]。喷粉采用倒T 型喷，铁水喷粉脱硫结束后，铁水罐内有大量的脱硫渣，采用液压扒渣机对脱硫后的铁水进行扒渣。工艺流程为：倒罐间测温取样(脱硫前)→铁水罐吊运至运输倾翻车→倾翻车开至喷吹位→启动喷对铁水进行喷吹→喷吹结束测温取样(脱硫后)→倾翻铁水罐进行扒渣操作→扒渣结束运输至吊罐位→铁水吊运至转炉。2高钛铁水对炼钢的影响
本文研究了高钛铁水对炼钢工序及指标的
影
44--
响，具体阐述如下。
2.1对铁水罐的影响
高钛铁水加入钒钛矿后，渣系有所变化，低碱度、高TiO 2、高铁损的铁水渣呈液态，铁水罐粘罐
嘴和结渣情况严重，影响脱后渣的扒除，造成转炉冶炼低硫钢时炉内产生回硫现象[3]，对铁水罐的运
行产生了很大的安全隐患，同时增加了铁水罐的使用维护难度。2.2对扒损指标的影响
由于高钛铁水造成渣铁粘稠，同时渣铁不易
分离，对炼钢工序影响较大。统计数据后做出扒损与铁水钛含量的关系见图1。由图1可以看出，随着铁水钛含量的升高，扒损呈明显增加趋势。
图1扒损与铁水钛含量的关系Fig.1Relationship between Iron Loss during Slag Removal and Content of Ti in Hot Metal
扒损方差分析结果见表1。从表1看出，扒损与铁水钛含量强相关，与铁水温度、铁水钛加硅含量相关性不强，其中铁水钛含量总贡献度为64.42%。
表1扒损方差分析结果Table 1Variance Analysis Results of
Iron Loss during Slag Removal
对不同脱硫目标值罐次转炉冶炼过程的回硫
进行跟踪分析发现，随着铁水中钛含量的增加，转炉冶炼过程的回硫量显著增加，深脱硫钢种(目标硫含量在0.005%以下罐次的)转炉回硫量增加最为明显，达到0.001%以上。
3改性剂的组分设计
高钛铁水在运输过程中有Ti (N 、C )等高熔
点的物质析出，炉渣的流动性变差，熔化温度升高。由于脱硫温度范围内熔渣的流动性较差，导致渣铁分离困难，扒渣铁损高。查阅文献得知，通过调整脱硫渣的碱度，加入CaF 2、Na 2CO 3等物质改善铁水渣的物理性能，有利于促进渣铁分离。因此,
在实验室内对不同碱度、不同F -含量、不同Na 2O
含量铁水渣的熔化温度和粘度进行了测定[4]。根据实验室测定结果，熔化温度及粘度最低时对应的铁水渣成分F -为8%,Na 2O 为2%，碱度为1.0~1.3。
据此计算出铁水渣改性剂的组分及含量见表2。
表2改性剂组分及含量
Table 2Component and Content of Modified Agent
%
为将铁水渣成分及碱度调整至目标范围，准备如下:
(1)每罐渣量按3t 计算，其中铁水渣2.5t ,
喷入钝化石灰粉0.5t 。(2)铁水渣中CaO 含量为21.1%,SiO 2含量为10.5%。
(3)为调整目标渣的碱度，加入聚渣剂，聚渣
剂中SiO 2含量为60%。(4)改性剂加入量每罐控制在0.5~0.8t ，聚渣剂加入量控制在0.5t 。
喷吹前向铁水罐内加入500kg 改性剂，将铁
水渣成分及碱度调整至目标范围，降低铁水渣的熔点和粘度，促进渣铁分离。
4改性试验
4.1铁水条件
鲅鱼圈的铁水条件有两种，见表3所示。
CaF Na 2O CaO SiO 2<48
<12
>3
<35
来源自由度AdjSS AdjMS
F 值回归
412.9804 3.2451013.68铁水钛含量/%1 3.2735 3.2735013.80铁水硫含量/%10.08440.084380.36铁水温度/℃10.27740.27736 1.17铁水钛加硅含量/%
10.45320.45321 1.91
误差24 5.69500.23729
合计
2818.6754模型汇总
S
R-sq
R-sq (调整)R-sq (预测)0.487127
69.51%
64.42%
56.86%
45--
表5加入改性剂前后渣样成分及碱度Table 5Compositions and Basicity of Slag Specimen
before and after Adding Modified Agent
相同钢种加入改性剂后，扒损由原来的
4.81t/罐降至3.69t/罐，降低了1.12t/罐；炉内回硫量
由0.0048%降至0.0037%，降低了0.0011%，可以生产成品硫含量0.0080%以下的超低硫钢种。
6结语
高炉炉役后期加入钒钛矿后渣系有所变化,
导致铁水渣粘、渣铁分离困难。向铁水罐中添加改性剂后，能够有效降低铁水渣粘度，解决了渣铁分离困难、液面结壳及铁水罐口粘渣等问题，转炉脱硫扒损降低了1.12t/罐，回硫量降低了0.0011%，可以生产成品硫含量0.0080%以下的超低硫钢种。
参考文献
[1]李伟东，何海龙.降低铁水预处理扒渣铁损的生产实践[J ].
鞍钢技术,2013(1):47-49.
[2]赵自鑫，费鹏.鞍钢鲅鱼圈铁水预处理涌动式扒渣工艺实践[J ].鞍钢技术,2017(1):39-42.
[3]王硕，王雨.钒钛铁水脱硫渣改性实验研究[C ]∥第十六届
冶金反应工程学会议.唐山：中国金属学会,2012.[4]王时松，谢兵.CaO-Mg 铁水脱硫渣改性剂的实验研
究[J ].北
京科技大学学报,2007,29(6):40-43.
(编辑许营)
修回日期:2019-07-10
表3铁水条件
Table 3Requirements Asked by Hot Metal
4.2确定改性剂的成分及熔点根据鲅鱼圈的实际生产情况确定改性剂的成
分及熔点见表4。
表4改性剂的成分及熔点
Table 4Compositions and Melting Point of Modified Agent
4.3加入方式
铁水罐进脱硫站后开至喷吹位，因改性剂与
炉渣反应会有部分白烟外溢，因此要将脱硫除尘和氮封装置打开，之后利用电葫芦吊将500kg 改性剂加入铁水罐内。
5取得的效果
加入改性剂前后的铁水扒渣效果对比见图2。
由图2可见，加入改性剂后，扒渣板粘渣较少，说明铁水渣粘度降低，渣铁易于分离，由此看出，改性剂效果较好。取样对比分析加入改性剂前后的渣样成分及碱度，结果见表5。由表5看出，加入改性剂后，渣中全铁由26.14%降至8.66%，降低了
17.48%；碱度由2.468降至1.448，降低了41.3%。项目ω(CaO )/%
ω(TFe )/%
ω(SiO 2)/%
ω(S )/%ω(TiO 2)/%碱度加入前31.1526.1412.6211.23 1.61 2.468加入后
31.67
8.66
21.87
9.31
4.41
1.448
铁水成分/%铁水温度/℃
C
Si
Mn
P
S
V
Ti
4.610.360.150.0890.0200.0150.10513634.68
0.27
0.15
0.098
0.031
0.015
0.088
1338(a )加入前;(b )加入后
图3加入改性剂前后的铁水扒渣效果对比
Fig.3Comparisons of Hot Metal during Slag Removal before and after Adding Modified Agent ω(SiO 2)/%ω(CaF 2)/%ω(Na 2O )/%熔点/℃32.9
44.6
11.5
1
066
《鞍钢技术》2020年第3期
尹宏军等：高钛铁水渣改性剂的开发与应用
铁水温度总第423期
46--
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