转炉底吹石灰粉高效洁净低成本冶炼技术
相比于“顶吹氧气、底吹惰性气体”的常规转炉冶炼工艺,“顶吹氧气、底吹氧气-石灰粉”的转炉炼钢方法具有显著的冶金优势,既能降低转炉炼钢的原辅料消耗,提升转炉出钢的钢水纯净度,也能为转炉高废钢比冶炼和智能化炼钢提供良好的基础条件。但底吹氧气-石灰粉加剧了转炉炉底的侵蚀,炉底寿命短的问题限制了底吹石灰粉转炉的大规模推广应用。为了解决上述问题,本团队提出了利用 CO 2 延长底吹氧气-石灰粉转炉使用寿命的新方法,将 CO 2 与 O 2 混合作为喷粉载气可以降低底吹喷嘴上方的火点区温度,从根源上抑制底吹喷嘴的高温熔损,减轻喷嘴周围镁碳砖的氧化脱碳,同时增强转炉冶炼后期的熔池搅拌,获得更好的脱氮控氧效果;本团队通过实验和模拟相结合的方法,探明了底吹喷枪材质和结构对其冲蚀磨损速率的影响规律,经过大量测试和模拟完成了底吹喷枪材质和结构的优化,解决了底吹喷枪的磨损问题;本团队自行设计搭建了一套 1:1 的全仿真的粉剂喷吹实验系统,真实模拟工业现场的喷粉工况,探明了喷粉系统的工作原理,通过对喷粉系统关键装置和操作制度的优化,掌握了获得稳定无脉动粉气流的关键技术。在实验室研究的基础上,本团队利用一座 120 吨转炉完成了转炉底吹石灰粉的工业示范,攻克了供气系统、供粉系统、输粉系统和粉气流分配系统等关键系统装备的集成难题,编制了转炉底吹石灰粉的系统控制和操作工艺模型,实现了转炉底吹石灰粉的安全稳定运行,改善了转炉的冶炼指标,取得了显著的经济和社会效益。
北京科技大学
2021-04-13