宝钢LT灰及转炉渣 用于铁水预处理脱磷剂的实践

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1 宝钢LT灰及转炉渣 用于铁水预处理脱磷剂的实践
徐 兵 王兆达 丁建勇 二〇〇六年四月

2 hot metal pretreatment
铁水预处理简介 铁水预处理 hot metal pretreatment

3 1 铁水脱磷要素分析 1.1铁水脱磷的基本反应如下：
2[P] + 5(FeO) + 4(CaO) = (4CaO.P2O5) + 5[Fe] 而在铁水脱磷的同时也伴随脱硫、补充脱硅： [FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO) (SiO2)+ 2(FeO)= (2FeO.SiO2) (2FeO.SiO2) + 2(CaO) = (2CaO.SiO2) + 2(FeO)

4 1.2 有利于铁水脱磷的条件 ① 提高炉渣碱度，即提高（CaO）的含量。 ② 提高炉渣氧化性，即提高（FeO）的含量。
③ 较低的初始硅含量[Si]0。 ④ 脱磷反应是放热反应，较低的铁水温度也有利于脱磷。 ⑤ 适当加大渣量，即降低（P2O5）含量。 ⑥ 采用复合喷吹等方式，改善反应条件。

5 2 宝钢LT灰和转炉渣用于铁水预处理脱磷粉剂的实践
品名 化学成分/% T.Fe Fe2O3 CaO SiO2 P2O5 宝钢LT灰 61.4 53.1 10.1 1.5 0.2 宝钢烧结矿 56.6 76.8 8.2 5 ---

6 要求：每批试验≥20台次；目标：需求LT灰最佳掺量。 LT复合脱磷剂实验配比见表2： 表2：LT灰复合脱磷剂实验配比
(1)对比试验阶段 要求：每批试验≥20台次；目标：需求LT灰最佳掺量。 LT复合脱磷剂实验配比见表2： 表2：LT灰复合脱磷剂实验配比 组分 批次 LT 灰 烧结矿 生石灰 萤 石 第Ⅰ配方 15% 40—45% 30—35% 5—10% 第Ⅱ配方 20% 35—40% 第Ⅲ配方 35% 20—25% 第Ⅳ配方 30% 25—30%

7 LT灰复合脱磷剂实验铁水预处理实绩脱磷见表3 ，相应冶金辅料单耗见表4：
项 目 平 均 铁水量 /t 处理 时间 /min 温 降 /K 处理后铁水成分 / % 脱硫量 ×10-6 脱硫率/ % 脱磷量 脱磷率/ S P 目 标 --- ≤43 ≤120 ≤0.004 ≤0.025 Ⅰ 207.3 24.0 107.0 0.0028 0.022 276 89.2 480 68.7 Ⅱ 207.2 27.0 97.7 0.0035 0.023 316 89.7 505 67.9 Ⅲ 198.8 27.8 113.8 0.025 258 88.5 539 68.2 Ⅳ 202.0 24.4 107.3 0.0020 287 92.9 483 68.1

8 表4：LT灰复合脱磷剂冶金辅料单耗 项 目 烧结矿 /（Kg/t） 生石灰 Na2CO3 O2 目 标 ≤20 ≤14 ≤8 --- 第Ⅰ批
15.07 12.27 5.13 1.02 第Ⅱ批 11.09 13.23 5.93 1.11 第Ⅲ批 9.58 14.58 7.38 1.25 第Ⅳ批 9.00 11.25 6.39 1.10

9 （2）验证试验阶段 验证阶段铁水预处理实绩对比见表5： 表5 验证试验铁水预处理实绩对比 类别 台次 平均铁水量/t 处理后铁水成分(%)
表5 验证试验铁水预处理实绩对比 类别 台次 平均铁水量/t 处理后铁水成分(%) 处理时间/min 温降 /K 脱硫率/% 脱磷率/% Na2CO3 /Kg/t S/D /Kg/t Si P S 试验 65 206 0.010 0.022 0.0024 25.5 116.8 92.3 70 6.59 35.71 常用 51 210 0.011 0.021 28.5 112.7 91.6 72 5.94 34.41

10 2.2转炉渣应用于铁水脱磷剂 2.21 转炉渣应用于铁水脱磷剂的可行性 (1) 宝钢转炉渣的成分分析(见表6)
表6. 宝钢转炉渣的化学成分(%) CaO SiO2 MgO Fe2O3 MnO P2O5 Al2O3 S 46.40 7.74 6.79 27.3 3.90 1.66 6.30 0.04

11 (2)宝钢转炉渣物理性能

12 2.22铁水预处理实绩分析对比 转炉渣的掺入量分别为A%和B%，范围在10%—40%，B =2 A。铁水预处理实绩对比见表7：

13 表7 转炉渣用于脱磷剂预处理对比试验实绩 类别 台次 处理后铁水成分(%) 处理时间/min 温降 /℃ 脱硫率% 脱磷率% Na2CO3
Kg/t S/D Kg/t Si P S A 12 0.01 0.017 0.0016 24.58 117.2 94.42 76.95 7.44 32.16 同期 51 0.011 0.021 0.0024 28.51 112.7 91.6 72 5.94 34.41 B 33 0.024 0.0047 27.7 105.5 84.4 68.6 7.06 37.52 27 0.0028 31.67 109.6 91.61 69.22 6.07 40.45

14 3 经济及社会效益分析 在铁水脱磷剂中掺入30%—35%LT灰或者10%—30%的钢渣，则每吨脱磷剂可降成本100—150元/吨。目前宝钢二炼钢铁水预处理用脱磷剂计划量为20000吨/年，则可降成本200—300万/年，虽然总掺入量在4000—7000吨，经济效益也并非显著，但其社会效益不容忽视。

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16 4.结论 4.1 宝钢LT灰可替代部分烧结矿、石灰等常用原料应用于脱磷剂；通过合理配料，当掺入30—35%的LT灰， LT灰复合脱磷剂与常用脱磷粉剂总体水平相当，能满足现场生产要求。 4.2 转炉渣具备高碱度、含Fe2O3的优势，CaO能提供碱剂、 Fe2O3能提供一定的氧位，因而，转炉渣足以替代脱磷剂中一部分石灰和氧化剂。 4.3 二次资源选择性用于冶金辅料返回钢铁冶炼具有技术经济可行性。

17 资源综合利用大有可为！ 谢谢大家