日本高级钢冶炼环保技术

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1、日本高级钢冶炼环保技术H本是世界先进的钢铁隹产国家，其在炼钢方面存在的才盾问题是，一•方面采用大型设备进行大批量生产來提高生产效率，另一方面为满足产品高级化、多品种化需求，不得不降低生产效率和增加能源消耗。以京都议定书为代表的C02减排、减少能耗、节省资源等全球性的环保要求不断高涨,在这种情况下，钢铁业需要研究根本性対策以实现低环境负荷牛产。口木住友金属和歌山钢厂在高级钢冶炼环保技术方面开发出良好工艺，现介绍如下。1炉渣、粉尘的循环利用技术1.1炉渣循环利用在传统转炉精炼法中,由于脱磷能力小，所以要投入大量的脱磷剂，因此产生大量的炉渣，排岀的炉渣废弃物增加了环境负荷。虽然炉渣可以在十

2、•建工程和路基建设屮得到循环利用。但是山于炉渣的市场需求量不断变化，所以对炉渣发牛量的控制就成为一个急需解决的问题。对流精炼法由于利用顶底吹转炉分别进行脱碳和脱磷和炼，所以町以实现脱磷处理条件的最佳化，并且脱碳处理使用完的精炼剂可以在脱磷处理屮进行再利用，所以渣量人幅度减少。对流粕炼法山于粕炼剂再利用和脱磷处理条件最佳化，使炉渣的发牛量从97kg/t钢下降到52kg/（钢，渣量约减少了一半。1.2粉尘循环利用在钢恢厂的产晶制造过程中会产纶镀锌壓a，为在厂内将这些被锌污染的废钢处理掉,就将这些废钢作为转炉的钢铁料使用。因此，转炉吹炼中产生的粉尘含Zno由于转炉产生的粉尘量很人，分离冋收

3、Zn的成木很高,所以不得不采用填埋方法处理含Zn粉尘，但这种方法增加了环境负荷。由于脱磷反应比脱碳反应的温度低，供氧速度小，所以烟尘中Zn损失小。因此，在进行脱磷处理时投入含Zn废钢，就可以生成少量高浓度含Zn粉尘。这样，就比较容易从冋收粉尘中分离出Zn。对流粹炼法利用粉尘集尘装置回收少量高浓度含Zn粉尘，再利用回转密将粗锌和铁粉进行分离，将粗锌销售给锌粘炼厂做原料，铁粉用作厂内高炉的炼铁原料。经过这样的处理，在脱碳时就可以不使用含Zn废钢，产生的全部粉尘都被高炉作为炼铁原料再利用。因此，木开发工艺将过去作为废弃物处理的粉尘进行资源化循环利用。过去的传统工艺生产1吨钢要填埋11kg的

4、含Zn粉尘，现在粉尘废弃量变为零。2快速脱碳吹炼技术2」高速供氧技术转炉脱碳处理对转炉的生产能力有很大彫响。因此，有必耍提高脱碳处理所需氧气的供氧速度。以前，转炉冶炼前的铁水预处理能力小，需要在转炉上进行脱磷，由于考虑到熔渣飞溅等问题，提高供氧速度有很人困难。对流精炼法采用专用转炉进行脱磷处理，脱碳炉不进行脱磷处理，因此脱碳炉精炼剂用量达到最小化程度，供氧速度就可以提高。但是又出现了一个新问题，由于脱碳炉精炼剂用量少，吹入转炉内的高速氧气射流冲击到铁水表面产生人虽铁粒飞溅，即发生严重的喷溅现彖。为解决这个问题开发出对以抑制喷溅现象的新烈氧枪。传统氧枪枪头有排列成与枪头圆周成同心圆的4

5、-6个肓径和同、倾角相同的喷嘴，这种氧枪吹入的氧气射流会发生相互干扰,导致大量铁水颗粒飞溅。基于对传统氧枪问题的分析，新开发的氧枪枪头是山不同直径、不同倾角呈插花式排列的喷嘴构成的。这种喷嘴的配置避免了氧气射流的互相十扰，最大限度地降低了铁水的喷溅量。随着铁水液而上射流重叠率的减少，喷溅量以指数关系卜•降。此外，还对新型氧枪高、低倾角喷嘴的直径比与喷溅量的关系进行了研究，实验是在水力模型装置和2t实验转炉中进行的。高倾角喷嘴直径和低倾角喷嘴直径，并将D2/D1=1时的喷溅量作为基准值，对喷溅量进行了指数化处理。上述的实验结果在实验转炉上也得到了验证，随后这种新型氧枪很快在转炉生产上得

6、到应用。结果表明，即使在5.0Nm3/min的高速供氧条件卜•，也未出现铁水颗粒附着在氧枪和炉体引起的操作故障。传统转炉法的脱碳吹炼时间约为20min,和歌山新钢厂脱碳炉的吹炼时间缩短至lj9mino2.2高速吹炼控制技术由于捉高供氧速度缩短了吹炼时间，相应地要求缩短吹炼终点温度和终点碳含量的控制时间。在传统方法屮，川副枪测定吹炼终点温度和终点碳含量，因此要进行取样，然后根据取样测定的温度和［C］进行数学模型计算，根据计算结果停止吹炼。吹炼停止后再次川副枪测定温度和［C］,合格后出钢。在出钢的授初阶段要根据吹炼时取样分析的［P］分析值，进行是否继续出钢的判断。为完成这些操作，必须在吹

7、炼结束前约120s,进行吹炼末期的副枪取样测定。吹炼结束前约120s,对于吹炼时间为20min的传统吹炼來说相当于完成了90%的吹炼过程，而对于吹炼时间为9min的高速吹炼來说相当于完成78%的吹炼过程。因此在高速吹炼悄况下，采用传统控制方法必然会大大增加脱碳量模型预测值的误差。基于这种分析，开发出适用于高速吹炼的改进型控制方法。在改进型控制方法屮，由于采用［C］和温度预测的动态模型，提高了预测的准确性，可以省略吹炼结束时［C］和温度的测定。此外，由于铁水