欢迎进入浙江华赢特钢科技有限公司!

   
  1. 手机版
  2. |

浙江华赢特钢科技有限公司

HUA YING STEEL

行业新闻

硅钢废钢资源整合再利用及优化生产实践

2016-11-24 17:34:48 浙江华赢特钢科技有限公司 阅读

为了整体提升和稳定硅钢废钢资源品质,借助中频感应炉对其进行重熔、精炼,结果表明:检测样本的平均 Si 含量为 1.02%,绝大多数在 0.51%-1.50%范围内,占比达到了82.5%。本试验条件下,Al 含量的去除效果为93.6%-98.8%。工业化生产时,应根据不同熔炼吨位,选择合适的熔炼功率,以确保同时具有较低的熔炼电耗和较高的熔炼速度。

 

硅钢废钢是优质废钢,其含有较低的 C、O、N、Ti 等杂质,以及较高的钢质洁净度。部分高级别硅钢品种,还含有Cu、Sn、Ni 等合金元素,作为冶炼原料使用时,可以替代适量的专用合金,以降低炼钢制造成本。通常,硅钢废钢被优先回收,并用于冶炼高品质钢种,其市场价格普遍高于普通废钢。但硅钢废钢也有不足之处,如易氧化、锈蚀,从而降低材料的洁净度;作为轻、薄、散料,加入方式、加入数量受到限制;同牌号、不同厂家的化学成分存在明显差异,导致冶炼过程波动很大。

 

本文通过对硅钢废钢资源进行整合,借助中频感应炉对其进行重熔、精炼,旨在为炼钢提供更为优质、稳定的钢铁料,以拓展硅钢废钢用途和提高冶炼过程稳定性。

 

1试验

 

用于重熔、精炼的硅钢废钢,来自于硅钢用户冲片厂的废料,其按照使用类型,可以简单分为低端、中端和高端产品。不同类型的硅钢废钢轻、薄、散料,按照试验要求加入到中频感应炉内进行重熔、精炼。熔炼时,调整感应炉的炉况、功率、装入量,并采用钢液表面熔渣保护技术,以确保熔清的硅钢废钢化学成分 Si、Mn、Al、O、N 等含量受控。熔炼后,采用顶吹氮气、底吹空气对钢包内的钢水精炼,以有效去除 Al、Mg、Ca 和 C、N、Ti 等。

 

2分析与讨论

 

2.1回收硅钢废钢的化学成分

 

常见硅钢废钢中 Si 含量分布情况:同批次内,40 个检测样本中,在0-0.50%、0.51%-1.00%、1.01%-1.50% 和 1.51%-2.00%范围内,Si 含量的样本数,分别为 5、15、18和2,占比分别为 12.5%、37.5%、45.0% 和5.0%。

 

四个 Si 含量区间内,平均 Si 含量分别为 0.39%、0.70%、1.28%和1.51%。可以看出,绝大多数检测样本的 Si含量,位于 0.51%-1.00% 和1.01%-1.50% 范围内,两者合计占到了 82.5%;0-0.50%范围内,所占比例不多,为12.5%;1.51%-2.00% 范 围内,所占比例最少仅为 5%。0.51%-1.00%、1.01%-1.50%范围内,有 33 个检测样本,平均 Si 含量为 1.02%。不同牌号的典型硅钢废钢,除 Si含量之外,P、S、Al 含量也存在较大差异。尤其是 Al、N含量,在熔炼、精炼过程中,需要尽可能地去除或不增加。

 

2.2熔炼硅钢废钢的化学成分

 

本试验条件下,熔炼硅钢废钢的 C、Si、P、N 含量波动很小,总体保持了稳定。溶清时的 C、Si、P、N 含量,与溶清 20min 时的C、Si、P、N 含量基本相当,但 Al 含量随硅钢废钢熔炼时间、吨位的不同差异很大。

 

可以看出,熔炼过程开始后,硅钢废钢中的 Al 含量迅速降低,尤其是对于低熔炼吨位和高 Al 含量两种情况。

 

对于 0.25% Al 含量,硅钢废钢溶清 2min 时,0.5t、1.5t熔炼吨位条件下,Al 含量分别降低至 0.0036%、0.032%;0.5t熔炼吨位下,熔清 6min时,Al 含量降低至 0.0030%;1.5t熔炼吨位下,熔清 20min时,Al 含量降低至 0.0051%。

 

这说明,在 0.25% Al、0.5t熔炼吨位条件下,Al 含量在溶清 6min 以内,即可以达到 0.0030% 左右,去除效果为98.8%,去除效率为 4.1×10-4/ min;而在0.25% Al、1.5t熔炼吨位条件下,Al 含量在溶清 20min以内,才可以达到0.0050% 左右,去除效果为98.0%,去除效率为 1.2×10-4/ min。

 

对于 0.50% Al 含量,硅钢废钢溶清 2min 时,0.5t、1.5t熔炼吨位条件下,Al 含量分别降低至 0.040%、0.078%;0.5t熔炼吨位下,熔清 6min 时,Al 含量降低至 0.012%;1.5t熔炼吨位下,熔清 20min 时,Al 含量降低至 0.032%。

 

这说明,在 0.50% Al、0.5t熔炼吨位条件下,Al 含量在溶清 6min 以内,即可以达到 0.012% 左右,去除效果为 97.6%,去除效率为 8.1×10-4/ min;而在0.50% Al、1.5t熔炼吨位条件下,Al 含量在溶清 20min以内,才可以达到 0.032% 左右,去除效果为93.6%,去除效率为 2.3×10-4/ min。

 

2.3 生产工艺对能耗和成本的影响

 

实践表明,连续生产时,随着冶炼炉次的增加,炉次的熔炼时间逐渐缩短并保持稳定。与冷炉相比,0.5t熔炼吨位下,热炉的平均熔炼时间可以缩短 2-5min。相应地硅钢废钢的熔炼能耗降低、熔炼速度加快。

 

可以看出,冷炉熔炼时,第 1、2、3、4 炉次的熔炼电耗分别为 924kWh/ t、751kWh/t、668kWh/t、635kWh/t。与熔炼首炉相比,熔炼第 2、3、4 炉的电耗分别降低了173kWh/t、256kWh/ t、289kWh/t,降低幅度分别为 18.7%、27.7%、31.3%;熔化速度分别为 18.9kg/min、23.3kg/mi n、26.2kg/mi n、27.5kg/min。与熔炼首炉相比,熔炼第 2、3、4 炉的熔化速度分别提升了4.4kg/min、7.3kg/ min、8.6kg/min,提升幅度分别为 23.3%、38.6%、45.5%。

 

此外,试验发现,相同炉次条件下,对于 0.5t 熔炼吨位,随着熔炼功率上升,硅钢废钢熔炼电耗、熔炼速度均同比上升,且熔炼电耗的上升速度高于熔炼速度。熔炼功率为 300kW、450kW、800kW、1000kW 时,熔炼电耗、熔炼速度分别为 429kWh/ t、601kWh/t、747kWh/t、

 

751kWh/t和11.6kg/mi n、12.5kg/mi n、17.8kg/mi n、23.3kg/min。因此,实际生产时,应根据不同的熔炼吨位,选择合适的熔炼功率,以确保同时具有较低的熔炼电耗和较高的熔炼速度。

 

2.4 优化后的硅钢废钢品质

 

采用上述熔炼工艺之后,取代表性试样进行化学成分检测,并将验收合格的熔炼钢液,浇铸成形状、尺寸不同的钢锭、钢粒,供大生产冶炼、精炼等工序使用。

3结论

 

本文通过对硅钢废钢资源进行整合,并借助中频感应炉对其进行重熔、精炼,以整体提升硅钢废钢资源品质。结论如下:

 

1)绝大多数检测样本的Si 含量,在 0.51%-1.50% 范围内,占比达到了 82.5%。检测样本的平均 Si 含量为 1.02%。本试验条件下,Al 含量的去除效果为93.6%-98.8%,去除效率达到 1.2×10-4-8.1×10-4/ min;

 

2)与冷炉熔炼相比,熔炼第 2、3、4 炉的电耗,分别降低了173kWh/t、256kWh/ t、289kWh/t,降低幅度分别为 18.7%、27.7%、31.3%;熔化速度分别提升了4.4kg/min、7.3kg/min、8.6kg/min,提升幅度分别为 23.3%、38.6%和45.5%。