焦丁在半钢补热技术中的试验与应用

李彦军， 王瑞军， 翁玉娟， 黄 山， 张浩宇， 张 东

（河钢集团承钢公司棒材事业部， 河北 承德 067002）

目前，我国废钢价格低于生铁，而提高废钢比可以降低铁水消耗。因此，为了降低生产成本，许多厂都在制定措施提高废钢比。某厂因采用提钒—炼钢双联工艺，使用半钢炼钢，而半钢中的锰、硅、钛等发热元素含量极低，造成冶炼过程中热能并不富裕，导致废钢比很难进一步提高，因此考虑使用焦丁进行热补。

1 焦丁的补热试验与效果

1.1 焦丁补热试验方案的选取与优化

根据焦丁加入的时机，初步选定方案有两种∶方案一，溅渣后先加入500 kg焦丁，前后摇炉将之平铺在炉底后再兑入半钢，最后加入废钢；方案二，兑入半钢和废钢后加入500 kg焦丁，再下枪进行吹炼。

考虑到环保原因，焦炭筛分时需进行打水操作，导致焦丁水分偏高，先加焦丁后兑半钢，易造成兑半钢时发生喷溅，因此选定方案二进行试验。另外，为了保证焦丁中碳在半钢中的吸收率，达到增碳补热的效果，防止焦丁未与半钢接触，先与渣中氧进行反应，造成碳流失，将造渣料加入的时机调整到转炉下枪搅拌1 min后，以便焦丁提前与半钢接触。

1.2 焦丁补热试验过程与效果

为验证碳化硅球在冶炼过程中的补热效果，在某厂冶炼HRB400E时，进行补热对比试验，试验使用效果见表1和下页表2。

表1 补热炉次过程和终点情况

因对比试验为同时在2个转炉进行的，因此试验与对比炉次的半钢条件相接近，具体对比见下页表3。

根据半钢条件差距对半钢炼钢热能投入项热能的影响，经测算：

半钢碳影响：0.02×0.9×10 949+0.02×0.1×34 521≈266.12 kJ。

半钢温度影响：100×0.837×3.6=301.32 kJ。

半钢硫相差：0.001%，对焦丁的补热效果影响较小。

表2 未进行补热炉次过程和终点情况

表3 半钢条件对比

合计因半钢条件原因，投入项可影响热能：301.32-266.12=35.20 kJ。

试验与对比炉次的过程渣料和终点情况具体对比见表4。

表4 过程渣料和终点对比

出项中白灰和白云石两种主要造渣料的平均加入量，补热炉次分别低于对比炉次72.1kg和85.1kg。

经测算：

造渣料影响为（0.072+0.085）×[1.248×（1 650-25）+209]=351.209 kJ。

终点情况中，终点温度补热炉次与对比炉次相接近，终点碳影响相差为0.008×0.9×10 949+0.008×0.1×34 521≈106.45 kJ。

根据热能守恒的原则，半钢条件、过程渣料和终点方面原因合计影响热能为35.2+351.209+106.45=492.859 kJ。

相当于492.859/1458.74≈0.34t废钢吸收的热能

由以上数据可知，补热炉次比对比炉次多加入2.3 t废钢，剔除半钢条件、过程渣料和终点方面原因，在相同条件下，补热炉次平均每炉多加入437.7kg焦丁，补热炉次比对比炉次可多加入2.30-0.34=1.96t废钢。因此，如按方案每炉加入500 kg焦丁进行补热，则可多加入2.24 t废钢。

2 焦丁补热经济效益

目前，焦丁价格882元/t，废钢收得率为80%，废钢价格为2 780元/t，吨钢价格为4 000元，每炉钢产量 102 t，每炉加入焦丁 500 kg（即 4.9 kg/t），多加废钢2.24 t（即21.96 kg/t），投入成本（0.5×882+2.24×2 780）/102=65.37元/t。每炉可产生效益2.24×80%×4 000/102=70.27元/t。由此看来，加焦丁补热增钢可创造效益70.27-65.37=4.9元/t。

此外，焦丁含碳量为85%，煤气价格0.26 m3/元，氧气价格0.4 m3/元在补热过程中将产生CO：4.9×85%×10%/12×28/1.25=0.78 m3/t，可创造效益0.78×0.26=0.20 元/t；4.9×85%×10%/12×16/1.429=0.39 m3/t，需投入成本0.39×0.4=0.16元/t，合计创造效益0.20-0.16=0.04 元/t。

合计焦丁补热增钢可创造总效益为4.90+0.04=4.94 元/t。

3 结语

根据对焦丁补热试验数据的分析和计算，可得出加入4.9 kg/t钢的焦丁进行补热，将增加废钢加入21.96 kg/t，降低成本4.94元/t，可以达到预期的补热效果。