转炉炼钢脱磷影响因素的分析

磷在钢中作为一种有害元素,必须在冶炼过程中将其去除。脱磷是转炉冶炼最重要的任务之一。低磷钢的冶炼对转炉冶炼工艺提出了更为严格的要求。在理论分析的基础之上,通过对实际生产中数据的汇总,分析了温度、炉渣碱度、碳含量炉渣氧化性、留渣操作及双渣操作等因素对转炉脱磷效果的影响,为提高天钢转炉的脱磷效果提供了参考。结果表明,保持相对较低的熔池温度、造高碱度的炉渣、保持一定的炉渣氧化性以及留渣和双渣操作等,都有利于脱磷反应的进行。     

转炉冶炼终点炉渣氧化性和碱度的研究

通过在实验室电阻炉上的实验研究，得出了复吹转炉在吹炼含磷较高铁水时冶炼终点最佳的炉渣氧化性和碱度。实验结果表明，渣一钢反应接近平衡时，炉渣的氧化铁含量在15％左右，炉渣碱度m(CaO)／m(SiO2)为4．4，这时炉渣的脱磷能力最强。研究的结果对于复吹转炉冶炼的终点操作是非常有益的。     

1600℃高碱性渣与钢液间磷的分配比

在实验室电阻炉的条件下,对复吹转炉在吹炼含中高磷铁水时冶炼终点最佳炉渣成分进行了研究.研究结果表明,炉渣的氧化铁质量分数在15%左右,炉渣碱度在4 4,其他成分具有一定配比时,炉渣的脱磷能力较强.讨论了光学碱度对中高磷铁水脱磷的影响,回归出如下的1600℃终渣磷分配比的计算公式:lgLp=0 52Λ-0 0027w(FeO) 0 49.式中,Lp为磷在渣与金属中的分配比;Λ为多元渣系的平均光学碱度;w(FeO)为渣中FeO的质量分数.     

100t转炉用含钛铁水冶炼高碳钢的留渣+单渣操作实践

针对100t转炉用含钛铁水冶炼高碳钢的前期成渣难于熔化、脱磷率低的问题,分析了含钛铁水转炉炼钢的成渣过程和炉渣的物理特性,开发了留渣+单渣工艺技术。循环利用终点炉渣,充分发挥渣中10%～13%FeO高（FeO）含量的特点,快速把含钛铁水冶炼前期的CaO-TiO₂-SiO₂三元渣系转变为CaO-TiO₂-SiO₂-FeO四元渣系,脱除钢中大部分磷。控制终渣碱度大于3.2、（TiO₂）含量小于5%,使转炉出钢[C]≥0.20%、[P]≤0.014%,转炉炼钢脱磷率达到88%～92%,石灰消耗下降到28 kg/t钢。     

低磷低硅铁水180 t复吹转炉冶炼高磷钢的工艺优化

在统计分析了转炉前期炉渣碱度和钢水温度,终点炉渣碱度、终渣全铁含量和终点钢水温度对脱磷率影响的基础上,优化了0.29%Si,0.085%P铁水180t复吹转炉的高磷钢冶炼工艺。200炉冶炼结果表明,通过使用低枪位使钢水快速脱碳升温,控制前期炉渣碱度≥2.2、终点炉渣碱度2.8~3.2,终点炉渣全铁含量≤17%,转炉出钢温度1 650~1 680℃,可控制脱磷率≤60%,终点钢水磷含量均值为0.035%。     

基于高FeO转炉渣的钢液脱磷行为

 为了研究在转炉冶炼中高FeO转炉渣条件下钢液的脱磷行为,采用双联法在某钢厂300 t脱磷转炉上展开高氧化性转炉渣脱磷工业试验。通过理论分析并结合XRD、拉曼光谱分析等手段,研究了脱磷温度、转炉渣矿相结构以及终渣成分等因素对高FeO转炉渣条件下钢液的脱磷的影响。通过热力学公式计算发现,脱磷转炉最佳理论脱磷温度约为1 675 K。对比分析了不同脱磷效果的转炉渣的矿相结构,结果表明,2CaO·SiO₂和3CaO·P₂O₅矿相结构有利于脱磷反应的进行,3CaO·SiO₂对脱磷效果的影响不明显;Si—O—Si键和[FeO₄]键特征峰面积越大,Q0和Q2单元特征峰面积越小,脱磷效果越好。最后研究了脱磷炉钢液脱磷率≥60%时终渣成分的最佳控制工艺参数,碱度R为1.05～1.30,w([FeO])为33%～37%,w([MgO])≤3.0%,w([MnO])为4.3%～5.4%。本研究可以为钢铁企业采用双联法开发超低磷钢提供理论依据和技术指导。     

复吹转炉成渣过程对脱磷的影响

复吹转炉成渣过程是指冶炼过程中炉渣的碱度、氧化性和温度等因素的变化,成渣过程决定炉渣脱磷的效果。炉渣脱磷效果受热力学和动力学条件的影响,化渣脱磷期以改善动力学条件为主,脱碳升温期以改善热力学条件为主。     

90t顶底复吹转炉冶炼低碳钢效果分析

本文以实际生产数据为依据，重点对转炉炼钢厂1#顶底复吹转炉进行分析研究，当转炉冶炼低碳钢时，研究结果表明： a．由于过氧化现象比较严重，1#转炉的终点碳氧浓度积与理论的平衡值有一定偏差，主要原因在于冶炼后期底吹强度不够大，导致部分钢水过氧化 b．终渣碱度在4～5范围内时，磷、硫在渣-钢间的分配系数最大，脱磷、脱硫效果最好。超出这个范围，碱度无论升高或降低，脱磷效果都变差； c．终点[C]高时，炉渣中（FeO）低，炉渣氧化性低，不利于脱磷； d．终点[C]高时，炉渣中（FeO）低，炉渣氧化性低，利于脱硫； e．冶炼终点钢水温度越低、[C]越高，钢水、炉渣氧化性越低，钢水中残锰含量越高。     

复吹转炉双联工艺冶炼X80管线钢脱磷试验研究

结合某厂生产X80管线钢实际状况，对复吹转炉双联工艺的炼钢脱磷过程进行试验，研究转炉炉渣碱度和氧化性对脱磷的影响。结果表明：在铁水磷含量为0.118%和0.116%,脱磷炉和脱碳炉终点渣碱度CaO/SiO₂分别为1.6～2.0、3.3～4.1,T.Fe含量分别为10%～15%、20%～35%的条件下，脱磷炉脱磷率最高达50.85%,平均为38.35%,终点脱磷率最高为95.69%,平均为94.88%,冶炼终点钢水磷含量控制在0.007%以下，最低0.005%,满足X80管线钢生产要求。     

磷在多相脱磷转炉渣中的分布

 为了研究碱度、TFe含量对炉渣物相以及磷在不同物相中分布的影响,对3种不同成分脱磷转炉渣的微观结构进行形貌和成分分析对比。当炉渣中FeO含量较高、碱度中等时,炉渣在冶炼过程高温状态下处于液态,在取样空冷条件下析出FeO含量高的枝状晶体结构和CaO-SiO₂-(FeO)基体相,基体相中P₂O₅质量分数约为6.5%。当炉渣中FeO含量较低、碱度较低时,炉渣在冶炼过程高温状态下处于液态,在取样空冷条件下析出相和炉渣总成分相差不大。当炉渣的碱度中等、TFe含量控制合适的情况下,炉渣在冶炼过程高温状态下处于固液共存区域,形成液相和2CaO·SiO₂-3CaO·P₂O₅固溶体,固溶体中P₂O₅质量分数为30%～40%。当炉渣处于C₂S和液相渣的共存区域时,2CaO·SiO₂-3CaO·P₂O₅固溶体的析出使得炉渣液相中P₂O₅活度降低,使得铁水中磷向液相渣中传递,脱磷反应程度更高,脱磷效果较好。     

80 t转炉冶炼SCM435钢留渣操作技术研究

试验研究了转炉冶炼SCM435钢时留渣操作(留渣分数1/3～2/3渣量)对石灰加入量、平衡碱度的留渣炉数和终渣碱度的影响,总结了留渣操作的注意事项。80 t转炉实施留渣操作后,留渣率达到68.9%,成品P含量≤0.015%的比例比从留渣前的49.3%提高到62.2%,同时石灰消耗降低了4.5 kg/t、每炉渣中铁损失减少230 kg。     

超低碳钢150 t转炉冶炼过程超低硫的控制和工艺实践

结合转炉超低硫钢研发试验及生产实际,分析了转炉原材料中硫含量分布,得出铁水及带渣量、废钢、石灰占转炉入炉原料总硫质量分数的70%以上;研究了150 t顶底复吹转炉碳氧积对终渣（FeO）的影响,吹炼时间（0~15 min）、炉渣综合碱度R（2~4）和（FeO）(15%~25%)以及转炉钢水终点温度（1640~1700℃）对渣-钢硫分配比L_S=（S）/[S]的影响。20炉无取向硅钢AGW600生产结果表明,当转炉终点碳氧积控制在0.002 8以内,二元碱度3.2~3.7、转炉钢水终点温度1675~1710℃、渣中（FeO）不超过20%,渣-钢硫分配比L_S达7.0,钢水终点[C]为0.025%~0.048%,[S]为0.0024%~0.005 7%,钢材的[C]为0.0012%~0.0029%,[S]为0.0022%~0.0047%。     

210 t转炉双渣法冶炼深冲钢DC04的脱磷工艺实践

通过热力学计算得出转炉双渣法前期脱磷最佳温度为1 320~1 355℃,前期渣碱度宜为1.3~1.6,并在210 t顶底复吹转炉进行4炉DC04钢工业试验。结果表明,通过留渣量60%~80%的留渣操作,吹炼3~4 min进行倒渣操作,加入生白云石10 kg/t,球团15kg/t,前期渣样组成为33%~39%CaO,20%~25%SiO₂(碱度1.3~1.6),后期二次造渣加石灰16 kg/t,球团15kg/t和轻烧白云石10 kg/t,后期渣样组成44%~47%CaO,≤15%SiO₂(碱度2.85~3.20),使双渣法出钢平均[P]为0.014%,双渣法[Mn]收得率≤30%,前期渣中TFe含量为8.0%~12.0%,对后期渣中TFe含量影响较小。     

泡沫渣抑制剂在60 t转炉炼钢生产中的应用

分析了转炉炼钢喷溅产生的原因和危害,并探讨泡沫渣抑制剂成分、加入量和加入方式对喷溅的影响。生产结果表明,抑制剂最佳的成分/%:10～15C,35～40Ca0,5～10MgO,25～30挥发分+灰分,粒度20～50mm,加入量2 kg/t,泡沫渣抑制使用后炉渣成分/%:43. 97CaO, 17. 95SiO₂,6. 8MgO,碱度2. 45,达到了预期效果,喷溅量由使用前300～600 kg/炉减少至100～300 kg/炉,吨钢可降低生产成本5～10元。     

70 t电弧炉热兑转炉液态渣的工艺实践

转炉液态渣的碱度(CaO/SiO₂)一般为2.8～4.2,热容2.5 kJ/(kg·℃),进入渣罐后的炉渣温度约为1 540℃,有良好的导电性,可以利用其热能和氧化钙。当70 t电弧炉兑加120 t转炉液态渣8 t,可使平均冶炼周期由52 min降至47 min,电耗由400 kWh/t降至355 kWh/t,石灰加入量由3.6 t降至1.0 t,氧气消耗由28 m~3/t降至25 m~3/t,可有效地节约资源和减少炉渣的排放。     

精炼渣组成对钢渣硫分配比的影响

采用二次正交回归实验设计方法在中频感应炉内进行碱度R(CaO/SiO₂)2～7的CaO-SiO₂-MgO- Al₂O₃精炼渣系的脱硫实验,建立渣系组分与钢-渣硫分配比Ls关系的数学模型,实验渣碱度、渣指数MI (R:Al₂O₃)、CaF₂、MgO和FeO含量对硫分配比Ls的影响。结果表明,渣碱度R 3.5～5.0、渣指数MI 0.25～0.40时脱硫效果较好;精炼渣最佳组分为(%):9CaF₂、8MgO、13Al₂O₃、<0.5FeO,R值=4。     

无缝管用低硅ST30A1钢LF精炼过程钢水硅含量控制

分析了低硅钢ST30Al（/%:0.06~0.10C,≤0.05Si,0.30~0.45Mn,≤0.015P,≤0.005S,0.025~0.050Al）在LF精炼过程中钢水回磷量、钢水铝含量、精炼渣二元碱度、精炼渣Al₂O₃含量等因素对钢水增硅量的影响,得出转炉下渣量、钢水铝含量、精炼炉渣碱度是影响增硅的主要因素。通过控制转炉下渣、降低原辅料中的硅含量、调整精炼渣中SiO₂、Al₂O₃含量、控制精炼渣二元碱度14,渣中Al₂O₃为27%,控制钢水铝含量0.010%~0.020%,LF钢水增硅量由原0.033%~0.047%降低到0.004%~0.018%,成品钢水硅含量≤0.035%。     

组分对100 t LF高碱度精炼渣粘度和TC80钢脱硫的影响

试验研究了组分对碱度3~5的LF精炼渣(/%:37.5~54.8CaO,9.8~18.2SiO2,20~30Al2O3,4~10MgO,3~10CaF₂)粘度的影响。结果表明,CaF₂和Al₂O₃对渣粘度影响较大,碱度和MgO对粘度影响较小。随着CaF₂含量的增加,渣粘度先降低后增加;随着Al₂O₃含量的增加,渣粘度逐渐降低。渣中Al₂O₃含量为20%,CaF₂≥6%或渣中Al₂O₃含量为25%,CaF₂≥3%时,1500℃渣的粘度值低于0.5 Pa.s。试验得出粘度较优组分为4~5R,25%~30%Al₂O₃,6%~10%MgO,3%~6%CaF₂。100 t LF精炼TC80钢生产试验表明优化后精炼渣将钢水中的硫由0.020%脱至0.005%以下,脱硫率从优化前的72%提高至84%,LF精炼终点平均T[O]为14×10^-6。      

80t BOF-LF-RH-CC流程冶炼55SiCr弹簧钢洁净度的研究

55SiCr钢280 mm×325 mm铸坯（/%:0.55C,1.42Si,0.67Mn,0.008S,0.67Cr）的冶炼流程为80 t BOF-LF-RH-CC工艺。通过BOF出钢加Al和硅铁合金,同时加入精炼渣,控制精炼过程渣碱度R（CaO/SiO₂）为2.0左右,RH≥20 min,软吹搅拌≥15 min,控制钢中夹杂物转变,得到洁净弹簧钢55SiCr。分析结果表明,LF精炼过程中夹杂物由早期的Al₂O₃-SiO₂-MnO和Al₂O₃夹杂将逐渐转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,RH真空处理后夹杂物全部转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,LF开始精炼T[O]和[N]分别为36×10^-6和26×10^-6,铸坯T[O]、[N]分别为7×10^-6和43×10^-6,铸坯中夹杂物主要为Al₂O₃-CaO-SiO₂和Al₂O₃,尺寸≤10μm。