随着钢铁行业对高质量铁水需求的提升,铁水中硅和硫含量的控制成为高炉操作中的重要挑战。铁水质量不仅直接影响下游生产过程和产品性能,同时影响钢铁企业的生产经济性和技术竞争力。然而,过去十年里印度钢铁行业的原材料质量不断下降,铁矿石中铁含量降低,同时磷、硫等杂质含量上升,使得高炉炼铁的铁水质量控制难度大大增加。
传统的铁水质量控制方法多依赖于调整铁水温度,但随着原料质量的恶化,单靠温度调控已经无法满足高炉稳定生产对硅和硫双重控制的需求。因此,如何在矿石质量下降的情况下实现铁水成分的稳定控制成为当前行业的迫切需求。
最近,塔塔钢铁公司的Saziya Ahasan及其团队通过引入统计建模方法,开发出一种基于渣成分控制的铁水质量调控新方法。该方法通过提高渣的CaO/SiO2比值和适度增加MgO含量,优化了硅、硫含量的控制效果;同时,通过多变量线性回归模型提高了硅和硫浓度预测的准确度,为高炉操作提供了更精准的调控手段。此方法的应用不仅提高了铁水质量的稳定性,也减少了钢铁制造过程中的脱硫需求。
相关研究成果以“Hot Metal Quality Improvement in TATA Steel: A Decade-Long Journey”为题目发表于Ironmaking & Steelmaking期刊2024年第51卷第7期。论文作者为:Saziya Ahasan, Subhashis Kundu, Padmapal, Uttam Singh, Mridul Kumar Ghosh Choudhury。
该论文的主要研究结果与结论如下:
铁水硅和硫的双重控制:通过提高渣的CaO/SiO2(B2)和(CaO+MgO)/SiO2(B3)比值,成功将铁水硅含量控制在0.4%至0.65%之间,并将硫含量保持在0.04%以下。
炉料组成优化:增加渣中的MgO和适度提升B2值显著提升了渣的脱硫能力,确保了在高温环境下硫含量的稳定控制。
模型预测精度:统计模型的应用使得铁水硅含量的Cpk值从0.765提升至0.869,显示出该方法在生产实际中的优越性。
生产效率的提升:采用渣成分控制方法后,即使在原材料质量下降的情况下,铁水质量波动减少,实现了稳定的高质量铁水生产。
论文中的主要图片和表格如下:
图1. SiO2与铁水硅含量的相关矩阵图
图2. 铁水硅与铁水温度的关系箱形图
图4. 铁水温度与硫含量的关系箱形图
图5. 焦炭率与矿焦比的变化对铁水硅、硫的影响
图6. 热流比与矿焦比对铁水Si和硫的相关性
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