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低硅冶炼不但可以降低高炉焦比,从而降低生铁的生产成本,同时可以为炼钢提供优质铁水,提高炼钢生产率。因此低硅冶炼成为炼铁技术发展的新方向之一。鉴于高炉内硅的还原机理,人们主要通过降低入炉炉料中的总硅量、控制炉内的氧化还原气氛以减少进入生铁的还原硅量。目前,唐钢2#高炉(2000m3)生铁中含硅量偏高,2004年和2005年分别得到了0.58%和0.53%。铁水的生产成本较高,与国内先进水平相比还存在较大差距。因此本研究拟采用降低烧结矿SiO2含量、降低焦炭灰分的方法降低入炉炉料中的总硅量,采用调节煤比、风温、调节富氧率等方式控制风口理论燃烧温度等方法,达到低硅冶炼的目的。
主要内容及结论包括:(1)烧结矿中SiO2含量对低硅冶炼的影响。研究结果表明:在现有原料条件下,SiO2含量为5%~6%时烧结矿质量能够满足高炉冶炼的要求;SiO2含量由5.69%降到5.07%,生铁含硅量从0.58%降到0.51%。二者的相关关系为:%[Si]=0.1164SiO2含量(烧结矿)-0.0784。(2)焦炭灰分对低硅冶炼的影响。研究结果表明:焦炭灰分由13.4%下降到11.65%,铁水硅量综合下降了0.1%左右;铁水含硅量与焦炭灰分含量的相关关系为:%[Si]=0.0571焦炭灰分含量-0.172。(3)理论燃烧温度对低硅冶炼的影响。研究结果表明:在唐钢2#高炉的冶炼条件下控制理论燃烧温度在2150℃~2250℃比较合适;提高煤比、调节风温及富氧率可以降低理论燃烧温度,从而达到降低铁水含硅量的目的;在此理论燃烧温度范围内,铁水含硅量与理论燃烧温度呈现出正相关:%[Si]=0.0006t理-0.7656。
本文的研究是理论与实践相结合的具体体现,通过对高炉内硅还原机理的剖析,探索了低硅冶炼的实践技术。研究成果不仅具有一定的理论意义,同时为唐钢2号高炉实现提高铁水质量、降低生铁成本、提高产品市场竞争力、促进经济效益的增长都具有重要的促进作用,具有一定的现实意义。