一种KR法机械脱硫搅拌浆积瘤的在线热态清理方法

摘要

一种KR法机械脱硫搅拌桨积瘤的在线热态清理方法，其特征在于，所述方法的具体步骤如下：(1)向铁水包中加入铁水；(2)将结瘤的搅拌桨插入铁水，所述搅拌桨插入铁水的深度≥3990mm；(3)以初始旋转速度旋转搅拌桨，所述初始旋转速度为20-30r/min；(4)向铁水中加入脱硫剂；(5)将搅拌桨的旋转速度加速至最高旋转速度，所述最高旋转速度为85-95r/min；(6)保持搅拌桨以最高旋转速度运行；(7)减速至搅拌桨停止旋转；(8)提出搅拌桨，完成清理。本发明可实现在线热态对KR搅拌浆的粘渣/粘铁/积瘤进行有效的清理；有效减少搅拌浆的更换次数、提高搅拌桨寿命、提高产线制造能力。

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢铁水预处理领域，更具体地说，涉及一种KR法机械脱硫搅拌浆积 瘤的在线热态清理方法

背景技术

现代炼钢领域铁水预处理方法主要有喷吹法和KR机械搅拌法二类；机械搅拌法脱 硫是将不定型耐材浇注形成的十字型搅拌浆，经烘烤后插入定量铁水中旋转，使铁水 产生漩涡，然后向铁水漩涡区投入一定量脱硫剂，使脱硫剂与铁水中的硫在不断搅拌 中发生脱硫反应。而KR机械搅拌法最大的特点是具有极好的脱硫动力学条件，脱硫率 高(≥90％)且稳定，脱硫剂能得到充分的利用。上一世纪开发初期因其搅拌转速低(～ 80r/min左右)与搅拌浆寿命较短(～80次左右)而应用较少，经30多年的不断改进， 搅拌转速提高到～150r/min，搅拌浆寿命提高到～400次左右。使成本大幅降低，效 能大幅上升。目前在国内外各大钢铁企业被普遍采用。

机械搅拌法铁水脱硫预处理得以重新在铁水脱硫方法上占主导地位，主要依靠搅 拌浆寿命的提高和搅拌速度的提高。现国内外同类型钢铁企业大生产实际的搅拌浆平 均使用寿命在220～280炉/支(Max≈500炉)；如此大差异的主要原因是各企业都追 求工序产能及规模效益，而忽略了搅拌浆清理粘渣、粘铁、积瘤等本可以弥补的影响 搅拌浆寿命提高的因素，将用于搅拌浆维护的非生产性作业时间降到最低点所造成。

根据公开资料查询，目前国内外均采用下线手工清理方式清理搅拌浆的粘渣/粘铁 /积瘤。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种KR法机械脱硫搅拌浆积瘤的在线热态清理方法，所 述KR法机械脱硫搅拌浆积瘤的在线热态清理方法，以追求KR工序非生产性维护作业 时间最小化为前题，以实现在线热态完成搅拌浆粘渣/粘铁/积瘤清理。

本发明的一种KR法机械脱硫搅拌浆积瘤的在线热态清理方法系通过操作参数的 设计和控制，利用高炉铁水的高温物理热特性进行搅拌浆上粘渣/积铁/积瘤的溶化清 理，实现对脱硫搅拌浆浆杆及浆叶粘渣、积铁、积瘤的清除；从而延长搅拌浆使用周 期，稳定提高搅拌浆使用寿命和降低耐材成本；减少非生产性的工序作业时间，提高 工序制造能力。

本发明的技术方案如下。

1.一种KR法机械脱硫搅拌桨积瘤的在线热态清理方法，其特征在于，所述方法 的具体步骤如下：

(1)向铁水包中加入铁水；

(2)将结瘤的搅拌桨插入铁水，所述搅拌桨插入铁水的深度≥3990mm；

(3)以初始旋转速度旋转搅拌桨，所述初始旋转速度为20-30r/min；

(4)向铁水中加入脱硫剂；

(5)将搅拌桨的旋转速度加速至最高旋转速度，所述最高旋转速度为 85-95r/min；

(6)保持搅拌桨以最高旋转速度运行20-45min；

(7)减速至搅拌桨停止旋转；

(8)提出搅拌桨，完成清理。

众所周知，在一个固定公称容量的处理容器中，盛装的铁水量越多，其液面高度 值就越大，搅拌浆插入深度的幅度就越大。当结瘤的搅拌浆插入铁水并旋转后，结瘤 块暴露在空气中的机率就越少，即其所受的热值就越大，清瘤的效果就越好。所以， 要求搅拌桨下降深度≥3990mm，以满足在线热态清瘤的技术要求。

关于(3)以初始旋转速度旋转搅拌桨，所述初始旋转速度为20-30r/min。

根据阿基米德定律，当搅拌浆插入铁水后，铁水液面会产生上升；而当搅拌浆开 始旋转后，在浆心周围会产生一个旋涡，而在靠近铁水包包壁处的铁水液面又会有一 个上升值，旋转的速度越快，铁水液面上升值就越大。

对于已经结瘤的搅拌浆，由于其外形的变化，在旋转后就会在铁水包内产生不规 则的旋流，搅拌浆的旋转速度越快，不规则旋流的紊流状况就越严重，会造成铁水溅 出或溢出铁水包，故要求初始旋转速度根据结瘤块的大小尺寸情况控制在20～30 r/min，以保证清瘤作业的安全与顺行。

关于所述步骤(4)向铁水的漩涡区投入脱硫剂；及

(5)将搅拌桨的旋转速度加速至最高旋转速度，所述最高旋转速度为 85-95r/min。

机械搅拌法脱硫是将十字型搅拌浆插入铁水中旋转，使铁水产生漩涡，然后向铁 水漩涡区投入一定量脱硫剂，使脱硫剂与铁水中的硫在不断搅拌中发生脱硫反应。搅 拌浆的旋转速度越快，铁水漩涡区就越大，即铁水与脱硫剂的反应界面就越大，化学 反应的剧烈程度就越大；当反应程度超过一定值时，铁水包内就会产生铁水的剧烈翻 腾，造成铁水飞溅(或喷溅)，致铁损增加。正常情况下，搅拌浆的工作旋转速度控制 在100～120r/min。

对于已经结瘤的搅拌浆，由于其外形发生了变化，在旋转后就会在铁水包内产生 不规则的旋流，搅拌浆的旋转速度越快，不规则旋流的紊流状况就越严重，加剧铁水 飞溅(或喷溅)机率和剧烈程度。

另外，不规则的结瘤搅拌浆在高速旋转时产生的横向扭曲力矩明显增加，会造成 对搅拌浆旋转系统设备和搅拌浆升降系统设备的不利影响；严重时将导致旋转电流值 升高报警和钢丝绳张力低报警。

故要求在清理积瘤的作业时搅拌浆旋转速度的设定与控制必须根据结瘤块的大小 尺寸情况控制在85～95r/min，以保证清瘤作业的安全顺行与脱硫设备的安全运行。

根据本发明的KR法机械脱硫搅拌桨积瘤的在线热态清理方法，其特征在于，入炉 铁水的质量≥170t。

因为要求搅拌桨下降深度≥3990mm，故对应计算的结果就是要求在进行清瘤作业 时，进站的铁水量必须大于170吨。

根据本发明的KR法机械脱硫搅拌桨积瘤的在线热态清理方法，其特征在于，铁水 的温度≥1320℃。

从冶金学的角度来说，高温、高碱度、低氧化性是铁水和钢水进行脱硫的充要条 件，本身就要求进站的铁水温度越高越好；而在大生产实际中，受上道工序(高炉) 生产状况的影响及铁水运输及调度环节的影响，KR脱硫站实际的进站铁水有很大的波 动。而由于在KR处理过程中的操作控制参数的选择不同，处理温降也有所不同。一般， 转炉要求的入炉铁水温度最低值为≥1230℃，KR脱硫平均温降为30℃，根据现场的试 验得出的清瘤温度损失为50℃。

因此，根据本发明，为保证成功清瘤及保证在清瘤炉次完成铁水的脱硫要求，进 站铁水温度必须大于1320℃。从而保证搅拌浆清瘤、铁水脱硫、兑入转炉的KR处理 后铁水的温度满足转炉冶炼所要求的入炉铁水温度值。

根据本发明的KR法机械脱硫搅拌桨积瘤的在线热态清理方法，其特征在于，在积 瘤尺寸R为200-300mm时，步骤(6)的过程时间为20-35min。

根据本发明的KR法机械脱硫搅拌桨积瘤的在线热态清理方法，其特征在于，在积 瘤尺寸R为300-500mm时，步骤(6)的过程时间为32-45min。

在正常的KR脱硫中，搅拌浆插入铁水到达定深深度后开始低速(V＝60～80r/min) 旋转加入脱硫剂，料加完后提速，当转速达到100～120r/min后开始计时，业内通常 所说的脱硫时间即指从计时开始至脱硫结束开始减速/提浆的纯搅拌时间；而国内外 KR脱硫工序的纯搅拌脱硫时间一般都在8～12min。

对于搅拌浆清瘤，其原理就是依靠高温铁水的热能和慢速流动的铁流产生的动能 完成。根据试验得到，在上述清瘤温度的范围内，积瘤块200mm大小的搅拌浆必须有 20min的搅拌浆插入时间才能使积瘤得以分解与溶化；随着积瘤块的增大，溶浆时间 也必须相应延长；积瘤块500mm大小的搅拌浆必须有40min的搅拌浆插入时间才能使 积瘤得以分解与溶化。

根据本发明的KR法机械脱硫搅拌桨积瘤的在线热态清理方法，其特征在于，所述 脱硫剂包括石灰粉5-9kg/吨钢水、萤石0.4-0.7kg/吨钢水、铝渣0-0.5kg/吨钢水。

技术参数表与工艺参数表见表1

表1：清理搅拌桨积瘤技术参数表

本发明针对KR搅拌浆积瘤采用在线热态的清理，在技术要点所述的铁水温度范围 条件下，可实现在线热态对KR搅拌浆的粘渣/粘铁/积瘤进行有效的清理；有效减少搅 拌浆的更换次数、提高搅拌桨寿命、减少工序非生产作业时间、提高产线制造能力， 并可以显著降低搅拌浆的耐材成本和维修费用。

具体实施方式

实施例1下限参数实施

积瘤尺寸R≈200(mm)

效果：一次性溶清；积瘤区域无凸起状粘渣状况。

实施二：上限参数实施

积瘤尺寸R≈500(mm)

效果：一次性溶清；积瘤区域稍有凸起状粘渣状况，不影响脱硫使用。

实施三：中限参数实施

积瘤尺寸R≈300(mm)

效果：一次性溶清；积瘤区域无凸起状粘渣状况。

根据上述实施例，KR脱硫工序进行碳钢铁水深脱硫，脱硫效果良好，平均去 硫率达到93.5％，平均终点[S]含量保持在0.00095％；搅拌浆平均月寿命330.2炉/支(提 高8.8炉/支)，平均更换1.83次/月(减少1.34次/月)；减少工序非生产作业时间 53.6min/月，提升KR脱硫预处理能力约0.3万吨/年。

根据本发明的KR搅拌浆积瘤在线热态的清理，在技术要点所述的铁水温度范围条 件下，可实现在线热态对KR搅拌浆的粘渣/粘铁/积瘤进行有效的清理；有效减少搅拌 浆的更换次数、提高搅拌桨寿命、减少工序非生产作业时间、提高产线制造能力，并 可以显著降低搅拌浆的耐材成本和维修费用。