随着对高炉锰铁生产特点的进一步认识,通过一系列试验和工艺措施的改进,高炉锰铁冶炼技术经济指标有了很大提高。1.提高进料质量。提高入炉质量的关键是提高锰矿品位。矿石品位提高2%后,焦比降低3.9%,产量提高10%,矿石消耗和熔剂消耗也大幅降低。用生石灰代替石灰石作为助熔剂有以下优点:(1)减少石灰石分解所需的热量和分解反应产生的气体量,从而降低焦炭消耗和料柱阻力。(2)提高初渣区温度,改善初渣流动性,有利于提高冶炼强度。(3)加速初渣形成并增加碱度,促进锰还原,降低渣中MnO。(4)有利于中心气流发展,形成双峰漏斗状曲线。与石灰石冶炼相比,某厂采用生石灰冶炼可降低焦比21.7%,增产33.9%。使用自产的高碱度、高MgO烧结矿入炉,既改善了炉内冶炼条件,又充分利用了资源。2.采用高风温、富氧除湿技术提高风温,可以增加高炉下部热量的收入,提高风口前的理论燃烧温度,从而提高炉缸和冶炼区的温度,在降低焦比的情况下,满足MnO还原的需要。相关统计数据表明,在其他条件相同的情况下,空气温度对回收率和焦比有明显的影响,如表1所示。
表1空气温度对回收率和焦比的影响
提高风温的措施:一是改进热风炉的结构和材质。由于条件的限制,我国热风炉最高风温只有1250℃。其次,利用等离子体技术可以使空气温度达到1400~2000℃。提高高炉氧含量不仅可以大大提高冶炼强度,而且可以有效地改变炉内温度分布。锰铁高炉富氧鼓风50年代在国外试验,60年代广泛应用。据国外资料,高炉氧含量25.5%,焦比降低10%,生产率提高30%左右,渣量减少,锰回收率提高。我国新余钢厂于1982年首次成功使用富氧鼓风,并在3座255m3高炉投入使用。富氧鼓风对指标的影响如表2所示。
表2富氧鼓风(1%)对指标的影响
在风口前分解水需要很大的热量。降低空气体湿度对降低能耗、提高冶炼区温度具有重要意义。美国某高炉采用空煤气冷凝方式,将空煤气湿度由10~12g/m3降至3.0~3.5g/m3,焦比下降20%,产量提高25%。新钢鼓风湿度由22g/m3降至6g/m3后,吨焦比降低了162kg。除湿鼓风技术已广泛应用于生铁高炉。3.煤粉喷吹技术已广泛应用于生铁高炉。喷煤可以促进中心气流的发展,活化炉膛,相应提高炉膛温度。更重要的是,由于锰铁高炉负荷轻,焦比高,喷煤对降低焦比效果显著。日本某高炉采用750kW等离子炬结合喷煤,降低焦比180kg/t,我国阳泉钢铁公司采用喷煤技术后,与无喷煤时期相比,在喷煤率12%,每吨铁喷煤200kg的条件下,焦比由1577kg/t降至1454 kg/t。利用高压操作提高顶压是强化高炉冶炼的有效手段。其作用:一是在保证高炉顺行的情况下,增加风量和产量;二是提高煤气浓度,有利于降低焦比;三是减少炉灰损失,提高锰回收率,有利于煤气净化。新余钢厂将炉顶压力提高到0.045~0.05MPa后,风量可提高8%。【下一篇】5。完善收费制度。锰铁高炉的装料制度一直沿用生铁高炉的装料方式。通过对装料制度和煤气流量分配规律的认识,以及生产实践的比较,得出矿石和焦炭混合装料制度优于分开装料制度。日本水道厂锰铁高炉混装后,焦炭批重由3.5t提高到6t,料柱透气性提高35%,煤气利用率提高9%。相关指标见表3。桂林铁合金厂混装后,焦比降低了80kg/t,锰回收率提高了2%左右。
表3日本水道工厂锰铁高炉混装效果对比
6.改进高炉设计。锰铁高炉多年来一直采用生铁高炉设计。为了满足锰铁冶炼特点的需要,高炉设计也做了相应的修改。总的改善趋势是:1)高炉炉型和结构的差异对高炉锰铁的冶炼炉况和技术经济指标影响很大。炉型的改进主要包括:(1)加大炉喉直径,增加炉体角度,抑制边缘气流的发展。(2)炉膛直径应适当减小,以利于强化熔炼。(3)增加炉腰高度,降低炉体高度。前苏联两座容积相近的锰铁高炉,由于各部分尺寸不同,日产量为25~30t。指标的具体影响见表4。
4炉型对冶炼技术指标的影响
2)高炉结构的改进,用全身喷水冷却的无炉衬高炉和全身冷却壁汽化冷却的无炉衬高炉代替传统的砖砌高炉,以延长高炉寿命,提高设备运转率。无炉衬高炉的结构特点是,除炉膛常规砖衬外,取消炉腹以上所有砖衬,在炉喉处焊接一圈钢板代替钢砖,通过安装几排环形水管冷却整个炉体。在冷却壁汽化冷却的无炉衬高炉中,在炉壳内安装了几层冷却壁,并与汽包相连进行循环冷却。阳泉钢铁公司1971年的生产实践证明,建造了全身喷水冷却无炉衬高炉。其使用寿命由原砖衬结构的1~2年提高到15年。3)锰铁高炉采用斜风口,斜风口操作对加强熔池搅拌、活化炉缸、减少炉缸堆积、提高炉缸排污能力有很大作用。前苏联一座1033m3锰铁高炉采用9° ~ 15°的倾斜风口操作。经过三年的生产实践,证明它有许多优点:提高了炉缸的排污能力,产量提高了1%,焦比降低了1%,风口和风口水套的使用寿命延长了2~3倍。渣口寿命提高2%,铁水温度提高40~50℃,燃烧温度稳定,锰回收率提高到75%~77%,渣中锰降低到4.5%~5.5%。