氧吹转炉炼钢用超低硫速熔活性石灰

氧吹转炉炼钢用超低硫速熔活性石灰

一、本发明是关于石灰，特别是氧吹转炉炼钢用超低硫速熔活性石灰的发明。又简称 超低硫速熔绿活性石灰。

二、本发明所属技术领域和已用产品情况对比：

本发明属于钢铁工业氧吹转炉钢铁厂企业贯彻精料精品方针政策技术领域。

铁水和冶金石灰是氧吹转炉炼钢的主要原材料，二者可谓“相依为命”不可缺一。若 干年来的生产实践经验一再证明：没有质高硫低的石灰和铁水，就不可能生产出物美价廉的 全部为高档高精、高效高利适销的钢种钢材，厂企业就难以生存。60年来从事炼钢生产科 研，亦深有体会，深有感慨。此是氧吹转炉炼钢生产自然客观规律，“顺此者昌，逆此者亡”。 国内外已不乏其例！为此，早在上世纪80年代，我国即将铁水质低硫高和冶金石灰质低硫 高的所谓“双高硫害”问题，先后列为国家“七五”技术攻关和关键课题。也是国内外氧吹 转炉钢铁厂企业带共性的急求解决的难题课题。因此，不难理解问题之重要。目前的情况， 简而言之。

关于铁水：国内外已用的铁水炉外脱硫法如：T.D.S法等，还不能完全全面、可靠的达 到下面的铁水质量技术过关的目标要求：

“在保证铁水处理比达100％和保证供转炉入炉铁水温度不得低于1250℃的同时，保 证包包罐罐(指铁水包罐)铁水能由初始硫0.050％降低到0.009％”。由于我国依靠自己科 技力量开拓立新，经多年努力，已发明一种不需投资的LSDS法，在现有生产条件下，就可 采用实施。经工业型初试结果证明简便安全，且脱硫技术经济综合效益比较显著可靠。可完 全可靠的达到上面的铁水质量技术过关的目标要求。

关于冶金石灰：同样由于世界各国钢铁产品在市场竞争之日益剧烈，当代氧吹转炉炼 钢对铁水和冶金石灰的质量提出更外严格的要求，对冶金石灰质量技术过关目标的要求是： “含硫量不超过0.030％，并有较好活性度的同时，保证质量的稳定性、可靠性和重现性。” 国内外已用的冶金石灰，除少数厂企业，在所用的冶金石灰石和燃料含硫量低，有比较先进 装备设施的回转窑可达到上面质量目标要求外，一般都未能达到此一目标要求。现国内外已 用冶金石灰，大体有以下两类：

一类是竖窑普通冶金石灰：质量最差，硫最高，但仍多数转炉钢厂企业在用。它是用 竖窑，用燃料焦炭或无烟煤或煤气、重油燃烧加热焙制而成。由于燃料中都含有硫、石灰受 硫污染，因而此类冶金石灰化学成份中硫高，一般在0.050-0.080％，甚至有高达0.150％。 且由于处于“静态”下焙制，因而活性度最差，熔化最慢。焙制过程中排放的废气、以及制 成的石灰因需再破碎再筛分产生粉尘，污染环境严重。损耗率一般高达50％-60％；且成品 质量含硫量不稳定。重现性、可靠性很差，直接影响了氧吹转炉炼钢技术和经济效益的提高。

另一类则是回转窑普通活性石灰：质量较好，熔化较快，但是硫仍较高，大多不能达 到质量目标要求。近多年来，生产规模较大的氧吹转炉钢厂企业多在采用。它是用回转窑也 是用燃料用高焦炉煤气、或天燃气或重油燃烧加热，窑内焙烧温度控制在1100℃左右焙制 地。冶金石灰石喂入回转窑内，随窑体之旋转运动而翻转滚动，处于“动态”下焙制而成， 因而活性度较好熔化较快，但仍避免不了硫的污染，由于燃料中含有硫。因而此类普通活性 石灰化学成份中硫仍较高，一般在0.050％左右。焙制过程中排放废气及出窑筛分粉尘，污 染大气环境也很严重。其损耗率一般在15％左右。

因此，两类已用冶金石灰除少数厂企业外，其含硫量，一般都难以达到S≤0.030％且 质量波动较大，稳定性差、重现性、可靠性差。两类已用冶金石灰的焙制生产技术操作工艺 流程比较复杂。焙烧窑装备设施比较庞大，投入的资金和消耗的能源，物力、人力等也比较 大。这里所言“高低”是相对比较而言，在钢铁冶金生产技术领域，对硫高低而言，是以十 万分之一做计数计量单位的。

本发明产品“超低硫速熔绿活性石灰”，可达到质量技术过关目标要求：含硫量不超 过0.030％、有较好活性度的同时，能保证质量的稳定性、可靠性和重现性。损耗率为“零”。 此是由于本发明产品与国内外已用产品在焙制方式方法情况炯有不同，因此产品质量和产生 技术和经济效益也炯有差异。此点，在下面第四节“本发明具体技术内容”中作进一步情况 对比说明。

三、本发明的目的

1、为了给国家政府排忧解难，增收节支，促进“四化”，早日实现全国小康社会人人 过幸福生活，贡献点余热，做点实事；

2、为求真务实，完全解决铁水硫高冶金石灰硫高“双高硫害”攻关关键课题，与LSDS 法配套，真正实现氧吹转炉炼钢用单渣冶炼S≤0.009％的高档高精、高效高利适销的钢种钢 的炼成率达到100％；真正实现转炉钢厂企业扭亏搞活，可持续良性发展，增加上岗就业， 做点实事；

3、为节省和少用大量焦碳、无烟煤或煤气重油，避免巨量有害废气CO₂、SO₂、H₂S进入大气，污染太空。从而有助于保护臭氧层和自然生态环境。

四、本发明具体技术内容

1、焙制化学原理及化学反应：

原料一般为石灰石，冶金对石灰石的质量化学成份有一定要求，因称冶金石灰石。生 成的石灰称之为冶金石灰。石灰石经焙烧加热至920℃，就可以开始分解生成冶金石灰 (CaO)，并放出二氧化碳(CO2)，为吸热化学反应，反应的方程式为：

2、焙制机理和依据：

由于注意和领悟到氧吹转炉炼钢如下的现象和特点：

A、氧吹转炉炼钢，在每一炉钢炼好出钢完毕，转炉的耐火材料炉衬过热，呈白热化， 温度一般高达1800℃左右。炉衬过热蕴涵大量热量辐射而出；

B、在冶金石灰和铁水相继先后装入转炉后送氧起吹冶炼，石灰立即随铁水之翻腾滚动 而翻腾滚动。

基于此现象和特点，经探讨研究分析，决定本“为其所用，就用其所能”，“取我之需， 舍我之不需”的原则，确定试做措施要点方案如下：

(a)冶金石灰为氧吹转炉炼钢所用，就用氧吹转炉焙制冶金石灰，不用竖窑和回转窑 焙制冶金石灰；(b)在转炉每炉钢炼好出钢完毕后，不用国内外已用冶金石灰，而改用焙制 此冶金石灰的冶金石灰石，块度可以较小ф5-30mm，直接装入氧吹炼钢转炉，并利用或主 要利用转炉耐火材料炉衬蕴蓄辐射热加热焙制本发明产品，而不用燃料焦碳、无烟煤、或高 焦炉煤气、天然气或重油等燃烧加热焙制。在未装入铁水前可将转炉向前向后缓慢转动几次， 以翻滚石灰石，以不倒出炉口为度。(c)待铁水装入转炉后送氧起吹冶炼，利用铁水为载体， 冶金石灰石即随着铁水的翻腾滚动而翻腾滚动，这样，本发明的该产品在“动态”和没有硫 污染的状态下焙制而成，从而S≤0.030％，并有较好活性度的同时，保证质量的稳定性、可 靠性和重现性。达到当代氧吹转炉炼钢用冶金石灰质量技术过关的目标要求。

按以上试做措施要点，作工业型试做结果，不仅达到预期目的而且证明对氧吹转炉炼 钢冶炼操作过程，并无不利影响和改变。同时还可以有以下优点，产生很好的技术和经济效 益效果：

(1)显然本发明产品为高温热块供转炉炼钢，熔速快。而国内外已用产品皆为常温冷 块供转炉炼钢。装入转炉后，须再加热，升温到1540℃左右，才开始由表及里的熔化。熔 化慢，成渣慢，延长冶炼时间；

(2)本发明该产品因S≤0.030％的优点，且保证了稳定性、重现性、可靠性。为氧吹 转炉炼钢，大大减轻去硫负担，并为提高冶炼炼成率即提高氧吹转炉用单渣(而非双渣多渣) 冶炼S≤0.009％的高档高精、高效高利适销的钢种钢的炼成率创造了必要和重要条件；

(3)本发明该产品，在转炉内焙制过程中放出CO₂气体，强化铁水熔池活跃，大有利 于炼钢。而国内外已用产品则无此作用，且在焙制过程中，因燃料燃烧和制成的冶金石灰的 加工破碎再筛分等等产生大量的烟尘、废气污染环境大气；

(4)尽管石灰石加热分解生成石灰为吸热化学发应，正因如此，它成了一种良好的冷 却剂，冷却和维护转炉炉衬，延长转炉使用寿命。即使从冶炼热平衡定量观点而言，对氧吹 转炉炼钢也是微乎其微的。总之，“得大于失”是很显然的；

(5)更且在氧吹炼钢转炉内焙制冶金石灰大大的简化焙制冶金石灰的生产技术操作工 艺流程，节省少花大量投资资金，节省少用大量能源焦碳、无烟煤、煤气或重油以及冶金石 灰石等物力、人力，成本大为降低。

基于本发明产品以上优点特点，因亦简称“超低硫速熔绿活性石灰”，期以有别于国 内外已用的回转窑普通活性石灰。

在实际操作实施中，要注意用的冶金石灰石要干燥，要注意防雨防潮。加冶金石灰石 的重量“只需将原需用冶金石灰的重量乘折算系数1.8即可即是。”

此节内容恕即说明至此不赘。

五、本发明产品比国内外已用产品的优点和积极效果

1、本发明产品比国内外已用产品的优点已在上节四做了对比和说明，不再重复。

2、积极效果：

根据国际钢铁业有关方面初步统计，2003年全世界和我国氧吹转炉钢钢产情况如下：

项目     全世界     我国

  1 年产钢总量     8.051亿吨     2.156亿吨

其中氧吹转炉钢产量约     6.441亿吨     1.725亿吨

  2 ^*氧吹转炉钢中普碳、普优钢产量约     1.466亿吨

^*指仅仅符合国家或国标标准，合标准只是说可用，但不等于很好。约占我国氧吹转炉 钢产量85％。

据此，采用推广本发明产品后，经初步测算我们中国氧吹转炉钢铁厂企业，每一年将 可获得目前可计的积极效益效果。如下：

1、姑按每吨氧吹转炉钢均耗竖窑普通冶金石灰60公斤折算，每年可节省少用炼焦精 煤约1630万吨，国家企业每年可增利增收RMB81.506亿元，节约和减少损耗冶金石灰石约 913万吨，约增收RMB4.56亿元。此项合计国家企业每年将可增利增收约86.07亿元；

2、由于采用推广本发明产品S≤0.030％代替了已用的硫高产品，从而提高氧吹转炉用 单渣(而非双渣、多渣)冶炼S不超过0.009％的高档高精、高效高利适销的钢种钢的炼成 率姑以至少提高50％计，每年可增产7330万吨，轧成钢材约6597万吨，每吨钢材平均增利 增收如按200元计算，则国家企业每年将可增利增收至少RMB131.94亿元。

以上1，2两项合计每一年我们国家氧吹转炉钢铁厂企业将可增利增收RMB218.01亿 元。每天为RMB5973万元。

3、由于采用推广本发明产品，我国每一年即可节省少燃炼焦精煤1630万吨，如果世 界各国都来采用推广，则全世界每一年就可节省少燃炼焦精煤约6086万吨。很显然就可减 少巨量的有害气体CO₂、SO₂、H₂S进入大气，污染太空。对减缓臭氧层受破坏，对保护自 然生态环境，对保护地球生物包括我们人类生存，将可起到重要很现实实际和深远的环保积 极效益效果。