115 t量子电弧炉CO_(2)喷吹工艺的影响研究

为降低全废钢量子电弧炉出钢氮含量、优化电弧炉冶炼性能、减少电弧炉冶炼碳排放量,通过对量子电弧炉喷吹工艺进行优化改进,采用CO_(2)喷吹工艺替代原始喷吹工艺以实现上述目标。在115 t量子电弧炉上进行了大量CO_(2)喷吹工艺试验,分别对比了改进工艺前后的电弧炉出钢氮含量、冶炼电耗、冶炼周期、碳排放等性能指标的变化趋势。试验结果表明:使用CO_(2)喷吹工艺后,电弧炉出钢氮质量分数降低30.6×10^(-6)、冶炼电耗降低5.6 kWh/t、冶炼周期缩短3.2 min、平均出钢碳氧积降低了4.4×10^(-4)、渣中FeO质量分数降低了4.5百分点、碳排放降低8.4%。通过将CO_(2)载气喷吹碳粉工艺与Ar+CO_(2)动态混合底吹工艺结合应用于电弧炉炼钢中能够有效降低钢水出钢氮含量、冶炼电耗、碳排放量等性能指标,优化量子电弧炉喷吹工艺。

转炉底吹CO_(2)炼钢技术碳减排计算探讨

钢铁作为非电力行业最大碳排放行业,在我国推进双碳政策过程中,钢铁的绿色低碳发展将成为至关重要的一环。转炉底吹CO_(2)炼钢技术作为中钢协优选的50项极致能效技术之一,能够有效提升产品质量,降低生产成本,同时在减排方面具有明显效果,结合国际钢协CO_(2)排放计算方法,对转炉底吹CO_(2)工艺技术的碳排放测算方法进行探讨,通过测算使用该工艺碳减排效果4.3 kg/t,计算结果符合LCA计算要求。

酒钢120 t转炉底吹CO_(2)应用研究

酒钢开展了120 t转炉底吹CO_(2)应用研究,分别从CO_(2)底吹对冶炼过程中钢水成分、炉渣、钢铁料消耗、冷却效应、终点自由氧含量以及O_(2)消耗的影响进行了探讨分析,碳钢CO_(2)在转炉底吹上的应用可有效降低生产成本、提高钢水质量。

宣钢150t转炉底吹CO_(2)技术研究与实践

为寻求CO_(2)在转炉流程内的规模化利用途径,减少CO_(2)排放量,通过工业实验和理论分析对转炉底吹CO_(2)工艺开展了创新性技术研究。本文对CO_(2)吸附深度稳定脱氮技术以及CO_(2)底吹高强度搅拌技术的机理进行了深入研究,并通过热态实验加以验证。同时根据此次研究成果,制定了转炉炼钢动态调节底吹CO_(2)流量的工艺,实现了转炉出钢终点氮含量的稳定控制,提高了宣钢150t转炉冶炼脱磷效率和控氧效果,取得了良好的经济效益和社会效益。

CO_(2)在泰钢冶金过程的资源化应用

为降低钢铁生产过程中的CO_(2)排放,泰山钢铁结合国内外研究现状从CO_(2)在钢铁冶金流程的资源化应用方向出发,先后在高炉炼铁、转炉冶炼普碳钢和TSR炉冶炼不锈钢等流程进行了系统研究并进行了工业试验生产,取得了预期效果,实现了CO_(2)可靠、安全资源化应用。

转炉底吹二氧化碳技术的应用

在钢铁冶金工业中,二氧化碳(CO_(2))与碳反应吸热可以起到控温、搅拌、覆盖保护和稀释的作用,不仅能够降低CO_(2)排放量,还能降低生产成本,提升钢水质量,因此可以替代底吹N_(2)和Ar作为氧化剂用于转炉炼钢。本文基于转炉底吹CO_(2)工艺技术的原理,介绍了该技术在张宣科技具体应用中的控制要点。转炉底吹CO_(2)技术应用后,装入制度执行原装入制度,根据CO_(2)预测的使用量调节入炉金属料和造渣剂装入量;根据冶炼钢种的不同,低碳钢采取前中期吹CO_(2)、后期吹N_(2)供气模式,中高碳钢采取全程吹CO_(2)供气模式,设定底吹供气强度0.02~0.06 Nm^(3)/(t·min),炉龄500炉后,供气强度提高至0.04~0.06 Nm^(3)/(t·min),并详细介绍了两种供气模式下的工艺控制。转炉采用底吹二氧化碳工艺以后,转炉冶炼过程中钢水的搅拌能力增强,脱磷率提高,不仅提高了钢水的质量,降低了冶金过程中的生产成本,而且对于冶金行业实现低碳排放、绿色排放也起到了积极作用。

宣钢150 t转炉底吹二氧化碳技术研究

宣钢为响应国家CO_(2)减排号召,在现有设备基础上进行转炉底吹CO_(2)技术改造。改造后,炼钢作业区实现全钢种底吹CO_(2)供气工艺。底吹CO_(2)工艺应用炉次,各钢种钢铁料消耗明显降低,转炉脱磷效率进一步提高,另外煤气回收量有所增加,炉渣氧化性显著降低,从而优化了溅渣效果,提高了转炉工作效率。

底吹二氧化碳技术在宣钢150t转炉的实践应用

温室效应成为了当今世界关注的焦点话题,如何降低温室效应的影响,首要目标就是CO_(2)的减排。由于CO_(2)在钢铁生产中的排放量占世界工业生产CO_(2)排放量的16%,怎样减少CO_(2)的排放量以及如何对CO_(2)的回收再利用已经成为我国钢铁工业生产中关心的重要问题。河钢宣钢目前正处于转型升级阶段,CO_(2)作为资源利用在转炉炼钢生产中可以作为氧化剂、搅拌气及保护气等,在实现CO_(2)减排的同时,可以实现节能降本及提高钢铁产品质量。同时底吹二氧化碳技术可以为之后的宣钢转型升级短流程电炉炼钢提供绿色化、洁净化的技术支撑。

120t复吹转炉高强度底吹CO_(2)工业试验

为强化转炉熔池搅拌效果,改善炉内冶金反应动力学条件,在120 t复吹转炉上开展了高强度底吹CO_(2)的工业试验,吹炼时底吹强度最高可达0.21 m^(3)/(t·min),试验采用喷枪型底吹元件,底吹气体包括N2、Ar和CO_(2),根据不同冶炼阶段单一气体供气或混合后供气。试验结果表明,在终渣碱度基本相同的情况下,高强度底吹CO_(2)工艺终渣氧化铁质量分数最低,转炉终点碳氧积、终点钢水P、S、N含量均比原底吹工艺和高强度底吹N_(2)/Ar工艺低,终点钢水Mn含量、脱磷率和脱硫率均比原底吹工艺高。高强度底吹CO_(2)有利于降低转炉炼钢成本,提升钢水纯净度。

转炉应用CO_2技术

通过对转炉顶吹CO2的热力学分析，结合实验室模拟转炉顶吹O2＋CO2混合气体试验结果，确立了CO2在转炉中应用的关键参数。得出在转炉中顶吹纯CO2虽可脱碳，但温降较大，顶吹CO2供气强度为3.0 m3/（t·min）时，钢液温降速率为15.1℃/min；通过喷吹O2＋CO2混合气体可实现温度平衡，但CO2配比的最大理论比例为79.1%；随着混合气体中CO2比例增大，吹炼终点钢液碳氧积降低，当φ（CO2）∶φ（O2）＝1∶1时可控碳氧积为（25～32）×10－8。

CO_2在转炉中的应用技术研究

通过转炉顶吹混合气体CO2＋O2的热力学分析，结合实验室热模拟结果，探讨了在顶吹转炉中喷吹CO2＋O2进行脱碳抑氧及脱碳保铬的可行性。研究结果表明，喷吹纯CO2可以脱碳，但温降较大；当CO2供气强度为3．0m^3／（t·min）时会导致15．1℃／min的温降速率；为实现温度平衡，采取喷吹混合气体CO2＋O2模式，利用O2-Fe反应放热弥补CO2-C反应吸热，当O2和CO2脱碳整体热效应为零时，其中混合气体CO2＋O2中CO2的最大理论体积分数为79．1%；当φ（CO2）：φ（O2）=1：1时，顶吹转炉终点碳氧积可控制在0．0025～O．0032，达到复吹转炉效果；当φ（CO2）：φ（O2）=2：1时，顶吹CO2＋O2出现“脱碳保铬”效果。

低碳炼铁技术研究现状及展望

简述了国内外高炉低碳冶炼的最新进展,结合我国国情以及发达国家钢铁工业发展经验,提出我国钢铁工业的发展方向之一应为焦炉煤气深度净化与重整-竖炉氢基还原-直接还原铁电炉冶炼的新工艺。相较传统铁前-转炉长流程工艺,焦炉煤气深度净化与重整-竖炉氢基还原-直接还原铁电炉冶炼流程可实现CO_(2)减排56.7%。

炼钢厂废气中二氧化碳的资源化利用技术及工业实践

系统性分析了钢铁厂烟气中CO_(2)捕集利用特点。在首钢京唐开发了炼钢厂废气中二氧化碳的资源化利用技术,将石灰窑尾气中捕集的CO_(2)应用于转炉顶底复吹工艺中发挥冶金作用。通过PSA变压吸附法和液化提纯法,将石灰窑尾气中CO_(2)体积分数由23.5%提高至99.8%。通过转炉顶底复吹CO_(2)系列试验,研究了CO_(2)对转炉终点碳氧积、炉渣TFe含量、氮含量、热量及炉底侵蚀的影响。转炉顶吹CO_(2)和O_(2)混合气体时,CO_(2)体积分数为8.1%时,碳氧积、炉渣TFe和脱磷率达到最好结果。转炉底吹CO_(2)时,转炉终点氮含量随着CO_(2)喷吹时间的延长而降低。转炉底吹CO_(2)需与氩气进行切换,冶炼末期底吹CO_(2)导致CO分压升高,底吹CO_(2)时间控制在12 min以内可以避免碳氧积和炉渣TFe含量升高。吨钢喷吹1 m^(3) CO_(2)引起熔池平均温降6.4~8.3℃,热量由钢液转移至转炉煤气CO中。为了利用底吹CO_(2)的冷却效应保护底吹枪,提高CO_(2)和钢液碳的反应率,CO_(2)应在高速脱碳期吹入;同时,为了避免CO_(2)的弱氧化性侵蚀耐火材料,吹炼末期低碳范围避免喷吹CO_(2),末期CO_(2)和钢液反应产生的金属氧化物导致耐火材料侵蚀更快。

电炉短流程高品质钢生产控氮技术探索与创新实践

电炉短流程炼钢是实现钢铁工业减碳的重要路径,但传统电炉短流程炼钢以废钢为原材料,以电能为主要能量来源,熔池内碳氧反应不足,电弧持续放电电离空气致使钢液氮质量分数偏高且氮的脱除与控制较为困难。由于氮对钢质量的影响,长期以来钢中氮质量分数控制是电炉短流程高品质钢生产的重点和难点,目前对于钢中氮质量分数有严格要求的高品质钢种几乎全部由长流程生产制造。为扩大电炉短流程生产钢种,提高电炉短流程行业竞争力,综述了钢中氮的危害以及电炉炼钢控氮难点,总结了钢液脱氮机理和电炉炼钢控氮技术研究进展,并结合本团队的研究和实践,提出了CO_(2)复合喷吹控氮技术和中空电极富氢气体喷吹控氮技术。CO_(2)复合喷吹控氮技术将CO_(2)载气喷吹碳粉和CO_(2)-Ar混合底吹相结合,一方面通过降低炉内氮分压并优化泡沫渣形成减少钢液吸氮量,另一方面利用CO_(2)-Ar混合底吹高效吸附脱氮原理降低钢液氮质量分数。中空电极富氢气体喷吹控氮技术在隔绝电弧周围空气的同时,利用电极产生的电弧将多元气体电离成富氢等离子体和钢中氮结合逸出钢液实现脱氮。工业实践结果表明,CO_(2)复合喷吹控氮技术可将全废钢电炉出钢平均氮质量分数由0.00814%降至0.00508%;应用中空电极富氢气体喷吹控氮技术后可将电炉出钢平均氮质量分数从0.00585%降至0.00466%,最低仅为0.00299%。可有效降低电炉冶炼出钢氮质量分数,助力电炉短流程高品质钢生产进一步发展,推动实现钢铁行业绿色低碳的发展目标。