李賓

摘要：隨著廢鋼價(jià)格的降低，如何最大限度的利用廢鋼資源，提高轉(zhuǎn)爐冶煉的廢鋼比，降低鐵水消耗成為各大鋼鐵企業(yè)的重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。本文對(duì)連續(xù)氣體分析系統(tǒng)在精煉爐中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：連續(xù)氣體分析;精煉爐;應(yīng)用

引言

飛行時(shí)間質(zhì)譜儀原理：采集的氣體引入飛行時(shí)間質(zhì)譜儀中，在離子源處經(jīng)電子轟擊離子化后，具有相同初始動(dòng)能的不同質(zhì)荷比（m/z）離子在無(wú)場(chǎng)區(qū)飛行，經(jīng)反射器反射后按先后順序到達(dá)檢測(cè)器，根據(jù)不同質(zhì)荷比的離子到達(dá)檢測(cè)器的時(shí)間不同，將各個(gè)離子分開(kāi)并且通過(guò)檢測(cè)同一質(zhì)荷比的離子流大小，確定爐氣中各個(gè)氣體的含量。

1LF爐速熔埋弧精煉渣

煉爐爐渣全程泡沫化研發(fā)生產(chǎn)速恪埋弧精煉渣。具有快速成渣性、脫氧還原性、吸附夾雜性、發(fā)泡膨脹性、絕熱保溫性、吸音降噪性、抑制吸氣性、無(wú)氟護(hù)包性等綜合性能。與石灰造渣料搭配使用，實(shí)現(xiàn)了脫氧劑用量減少50-100%、泡沫渣厚度提高100～200%、冶煉時(shí)間縮短10-20%、節(jié)電10～30%、電極消耗降低10～20%、吸音降噪40～60%、增氫減少40￣70%、增氮減少50～80%、包齡提高50￣70%、大幅減少包襯侵蝕帶入的外來(lái)夾雜物等綜合冶金效果。是蠻石、傳統(tǒng)燒結(jié)、預(yù)熔精煉渣的替代產(chǎn)品。杜絕了煉鋼使用含氟物質(zhì)對(duì)人體、包襯和大氣層的破壞，彌補(bǔ)了鋁酸鈣型精煉渣無(wú)埋弧護(hù)包性能的不足。冶煉綜合成本節(jié)約50￣100元/噸鋼。

2原理

紅外分析儀原理：是利用CO/CO2能夠吸收定波長(zhǎng)的紅外光能的原理制成的，紅外線(xiàn)光源通過(guò)反射鏡的作用變成一束平行輻射線(xiàn)，切光片將光源調(diào)制成斷續(xù)的紅外輻射線(xiàn)后照射到濾波室，消除掉CO和CO2相互之間的干擾，參比室內(nèi)的氣體不吸收紅外線(xiàn)，測(cè)量室的CO/CO2有較強(qiáng)的吸收能力，紅外探測(cè)器接收到的紅外線(xiàn)能量就有差值，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理就能得到CO和CO2的含量。磁氧分析儀原理：O2是一種順磁性很強(qiáng)的氣體，而其他大部分氣體都呈弱反磁性，當(dāng)被測(cè)樣氣進(jìn)入分析儀時(shí)，O2受到測(cè)量室磁場(chǎng)的吸引流過(guò)熱電阻絲，帶走熱電阻的熱量，造成測(cè)量熱電阻阻值降低，而參比室不加裝磁場(chǎng)，無(wú)O2流過(guò)，其內(nèi)部電阻阻值無(wú)變化，這樣測(cè)量電橋就有不平衡電壓輸出，從而測(cè)得O2含量。

3LF精煉爐廢鋼熔化工藝

3.1廢鋼熔化過(guò)程

參考合金的熔化過(guò)程，將常溫的合金顆粒加入高溫熔池中，由于顆粒溫度低于熔池中金屬熔體的凝固點(diǎn)，故首先在顆粒周?chē)纬梢粚幽虤?，?dāng)顆粒或凝固殼表面溫度升高到大于金屬熔體凝固點(diǎn)時(shí)，熔化開(kāi)始。隨著鋼液攪拌及四周溫度不斷升高，廢鋼顆粒不斷熔化直至消失。但為保證其溫度及成分均勻分布在鋼液各處，仍需一定的攪拌時(shí)間。

3.2廢鋼熔化時(shí)間

廢鋼顆粒與鋼液密度之比約為1，且廢鋼由下料點(diǎn)至鋼水液面的瞬間速度大概在5m/s，除去很短的入鋼水段外，平均滑移速度小于0.1m/s。參考相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡和浸入鋼液時(shí)間的計(jì)算結(jié)果可知[1]，粒徑在30～80mm的廢鋼顆粒在鋼液中熔化時(shí)間一般不到20s。

4倒入精煉前鋼水返回其流程

（1）澆注好鋼水之后，把鋼包中的澆余鋼水、熱態(tài)鋼渣均倒進(jìn)下一爐鋼水中（精煉前）;（2）輸送到LF精煉工位，實(shí)施鋼水精煉處理;（3）澆注鋼水，可以把剩余的鋼水及熱態(tài)鋼渣倒進(jìn)下一爐鋼水中，為下一循環(huán)提供便利。該工藝有助于縮短LF精煉爐熱態(tài)鋼渣以及澆余鋼水相應(yīng)周轉(zhuǎn)時(shí)間，而且還有著更高的預(yù)熱利用值，操作簡(jiǎn)便。

5LF精煉加廢鋼操作指導(dǎo)

1）廢鋼加入熔化、混勻需要一定時(shí)間。根據(jù)計(jì)算，目前廢鋼加入熔化時(shí)間基本在5～10s。在正常冶煉溫度下，底吹氬氣流量在150～200L/min時(shí)，成分、溫度混勻時(shí)間基本在50～60s，合計(jì)廢鋼熔化、混勻時(shí)間大致在60～70s。2）廢鋼加入要考慮鋼包底吹、渣況等其他因素影響。精煉廢鋼加入要充分考慮渣料熔化情況、渣況、鋼包底吹透氣性、下料口與吹氬部位對(duì)應(yīng)等實(shí)際情況，若以上客觀條件差，極易造成廢鋼結(jié)坨，延長(zhǎng)正常熔化時(shí)間，甚至影響正常溫度控制及供鋼節(jié)奏。3）廢鋼加入要考慮鋼水溫度的影響。若鋼水溫度較低，會(huì)延長(zhǎng)加入后廢鋼的熔化、混勻時(shí)間，因此若有進(jìn)站溫度低的情況，應(yīng)先升溫后加廢鋼。確保鋼液溫度達(dá)到1570℃以上后再加入廢鋼。

6系統(tǒng)組成

6.1控制單元

采用西門(mén)子PLC，用于采樣和反吹的控制，報(bào)警信息的收集，與中控系統(tǒng)的通信，采樣狀態(tài)和標(biāo)定狀態(tài)的切換。分析儀與中控系統(tǒng)的通信內(nèi)容為：3組份分析濃度送中控PLC，分析儀故障送中控PLC，分析儀啟動(dòng)與停止指令由中控PLC送分析儀。

6.2分析單元

分析儀采用富士ZRE紅外分析儀，此分析儀內(nèi)置磁氧模塊，紅外分析儀分析CO、CO2的濃度，磁氧模塊分析O2的濃度。

7應(yīng)用效果

通過(guò)對(duì)RH精煉爐分析儀系統(tǒng)改造，提升取樣氣體冷卻、排水能力，提高取樣氣體的干燥度，增加水分檢測(cè)裝置和流量低報(bào)警保護(hù)氣體分析儀本體，改善分析儀運(yùn)行狀況，縮短分析數(shù)據(jù)的滯后時(shí)間，將分析儀的相應(yīng)時(shí)間縮短為30秒，用更加先進(jìn)的紅外和磁氧分析儀為RH精煉爐控制數(shù)學(xué)模型的建立和優(yōu)化進(jìn)程提供及時(shí)可靠的數(shù)據(jù)，能有效縮短真空處理時(shí)間，節(jié)約蒸汽/氬氣等能源介質(zhì)，提高RH精煉爐鋼水真空處理年產(chǎn)能。

結(jié)束語(yǔ)

綜上，在冶金生產(chǎn)行業(yè)中，LF精煉爐鋼渣的循環(huán)利用工藝是最有效、最經(jīng)濟(jì)的手段。在LF精煉生產(chǎn)中應(yīng)用LF精煉爐熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用技術(shù)，不僅投入小，而且還能對(duì)鋼渣熱能、澆余鋼水進(jìn)行回收，有助于減少LF精煉渣料消耗量，并且還能達(dá)到節(jié)省電耗的目的，因而在實(shí)際應(yīng)用中有著不錯(cuò)的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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