260 t转炉冶炼极低磷钢的生产实践

结合复吹转炉脱磷原理,针对鞍钢股份有限公司鲅鱼圈分公司炼钢部铁水平均w(P)高达0.12%的现状,综合考虑设备布置等因素,自主开发了复吹转炉的两炉法(脱磷炉+脱碳炉)冶炼极低磷钢种技术。在应用实践中,通过优化脱磷炉和脱碳炉的两炉法脱磷工艺参数,实现了深脱磷的目的。脱磷炉脱磷率高达85%,半钢平均w(P)=0.018%;脱碳炉冶炼终点钢水平均w(P)=0.001 2%;成品钢中平均w(P)0.002 0%,实现了极低磷钢的批量稳定生产。     

转炉炉气分析动态控制技术的应用

介绍了转炉炉气分析动态控制模型的原理、操作过程及应对终点碳高的措施,并对终点熔池碳含量和脱碳速度的关系进行研究,得出如下结论:为保证终点预测的稳定,吹炼结束前2 min不变枪位、不添加辅料;终点碳含量高,需低枪位过吹到w([C])＜0.04%,或CO2和N2曲线交叉后继续吹15 s,再决定提枪;考虑到枪位对脱碳速度的影响,吹炼终点碳含量和脱碳速度的关系可以用3次方函数表述;只有减小原料条件的波动和稳定操作,才可用热平衡方法预测吹炼终点熔池温度.     

复吹转炉两炉双联冶炼65钢工艺研究与应用

介绍了复吹转炉两炉双联法工艺在福建三钢闽光股份有限公司高碳钢生产中的应用,分别探讨了脱磷炉和脱碳炉的冶炼工艺参数和应用效果。脱磷炉顶吹供氧强度为2.0~2.7 m3/(t·min),冶炼时间7~10 min,石灰加入量平均为33.3 kg/t,平均炉渣碱度为1.51,底吹供气强度0.25m3/(t·min),温度控制在1 330~1 351℃。脱磷炉半钢平均磷质量分数为0.028 4%,平均碳质量分数为3.04%,平均脱磷率可达67.7%。脱碳炉采用少渣冶炼和高拉碳操作,供氧强度4.0m3/(t·min),底搅供气强度0.13 m3/(t·min),石灰平均加入量为13.8 kg/t,脱碳炉一倒钢水平均磷质量分数为0.013%,平均碳质量分数为0.21%,实现了低磷、高碳出钢的冶金效果。脱碳炉采用锰矿熔融还原工艺,锰矿加入量为4~6 kg/t,平均锰回收率可达46.3%,高拉碳条件下终点平均锰质量分数可达0.303%。复吹转炉两炉双联法冶炼工艺应用于高碳钢生产,实现了低磷、高碳出钢和锰矿的熔融还原,达到了预期的冶炼效果。     

转炉双联炼钢工艺热态渣再利用脱磷的工业试验

通过对双联工艺生产汽车板中300 t脱磷转炉进行脱碳转炉热态渣循环工艺的研究,分析了热态渣循环利用过程对脱磷转炉脱磷效率以及辅料消耗的影响。结果表明,热态渣循环工艺能够充分利用脱碳转炉热态渣高CaO、低P_2O_5以及成渣快的特点,从而实现脱磷炉的高效脱磷。采用热态渣循环工艺以后,热态渣试验炉次钢种半钢终点磷质量分数平均降低0. 003 7%,平均脱磷率提升至63. 55%。试验炉次石灰使用量较常规炉次平均每炉降低2. 18 t。     

脱磷炉利用脱碳炉返回渣的试验

为了达到节能降耗的目的,脱磷炉采用回吃脱碳炉返回渣的工艺。主要研究了脱碳炉渣的熔化特性以及作为炉料在脱磷炉中的应用效果。结果表明,通过每炉次加入约3.5t的脱碳炉渣,可平均节约1.01t石灰,4.71kg/t钢铁料消耗,脱磷炉终点炉渣的岩相组成主要由硅酸二钙、RO相、玻璃相和少量的金属铁粒组成。加入返回渣后脱磷炉终点炉渣中硅酸二钙和铁酸二钙含量有所增加,玻璃相含量降低,炉渣碱度有所升高,脱磷炉终点钢水成分控制水平有所提高。由此表明,采用脱碳炉渣返回脱磷炉循环利用减少了石灰等原辅料和钢铁料消耗,同时达到了预期的脱磷效果。     

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。     

120t转炉双联法冶炼低磷钢的工艺研究与实践

介绍了莱钢炼钢厂120t转炉双联法冶炼低磷钢的工业生产试验情况。试验过程中主要从原料、脱磷炉、脱碳炉三方面入手,控制终点磷含量,最后从影响转炉脱磷的相关因素,阐述低磷钢冶炼过程中脱磷的各个控制环节。     

脱磷炉冶炼工艺研究与技术指标分析

阐述了脱磷炉相关工艺研究以及与常规转炉冶炼时的主要技术指标对比情况。主要工艺有少渣高效冶炼工艺、底吹系统优化,底吹深脱磷工艺、底吹可视化工艺,转炉终点静止脱碳工艺。技术指标对比分析结果显示：脱磷炉终点平均磷含量为O．014％,常规转炉终点平均磷含量为0．019％,脱磷炉脱磷效果明显;脱磷炉石灰消耗控制在41．45kg／t,常规转炉石灰消耗控制在53．27kg／t;脱磷炉终点渣中平均TFe含量为11．73％,常规转炉终点渣中平均TFe含量为14．38％,脱磷炉金属收得率高;脱磷炉平均终点钢水残锰0．102％,常规转炉平均出钢残锰0．075％,脱磷炉合金消耗少;脱磷炉平均喷溅渣量为3．93kg／t,常规转炉平均喷溅渣量为13．23kg／t,脱磷炉过程控制平稳,金属损耗少;脱磷炉冶炼钢水终点碳氧积为0．002129,常规转炉冶炼钢水终点平均碳氧积为0．002659。脱磷炉控制水平较好。     

VD炉氧脱碳工艺生产实践

 为了研发MCCR低碳钢种,采用KR→转炉→VD炉→LF炉工艺流程,开发利用VD炉氧脱碳工艺,生产超低碳钢(w([C])小于0.02%)。复吹转炉出钢w([C])小于0.06%,沸腾出钢,出钢过程平均脱碳率为33%;VD炉真空处理保持深真空(小于67 Pa),脱碳率达到65%,实现脱碳后平均w([C])为0.006 7%,最低w([C])为0.002 3%。LF炉采用控制增碳深脱硫,完全能够满足MCCR超低碳超低硫钢生产需求。     

“全三脱”工艺流程中脱碳渣返回脱磷转炉利用

 为了在“全三脱”工艺流程中实现炉渣的高效循环利用,将[w((P2O5))]较低的热态脱碳炉终渣通过渣罐兑入脱磷炉继续发挥脱磷作用。分析结果表明,提高返回渣量及脱磷渣磷分配比均可显著降低脱磷炉石灰消耗量,当渣钢磷分配比及返回渣量控制合适时,脱磷炉可不加入石灰而使半钢磷质量分数达到目标值。对脱碳炉渣在脱磷炉冶炼中的再熔化过程进行计算分析,随着铁水中硅元素的氧化,脱碳渣碱度降低而不断熔化,逐渐发挥脱磷作用。在“全三脱”工艺流程中成功开发了转炉渣热态循环利用工艺,脱磷率提高约6%,返回脱碳渣加入量约为67.13 kg/t,石灰、轻烧白云石和萤石分别节约9.37、1.15 和2.45 kg/t,半钢温度提高约7 ℃。     

复吹转炉深脱磷技术在国内的应用与进展

国内钢厂采用复吹转炉深脱磷主要工艺有单渣法(冶炼低碳钢)、单炉新双渣法、两炉双联法.采用的前期脱磷工艺参数是:适当降低供氧强度、大幅度提高底吹供气强度、适当延长脱磷期时间、熔池温度控制在磷、碳氧化反应转化温度之下、控制适当的炉渣碱度和T.Fe含量,复吹转炉的脱磷效果明显.冶炼低碳钢时,终点钢水w(P)可控制到0.004 8 ％～0.008 0％,冶炼中、高碳钢时,终点钢水w(P)可控制到0.01％的水平,达到深脱磷的目的.     

基于副枪控制的转炉终点预测模型

利用转炉吹炼末期脱碳指数方程、热平衡和热力学方程分别建立了转炉终点碳、温度、磷和锰的预报模型.终点碳质量分数预报误差为±0.015%的命中率达到87.6%;转炉终点目标w(C)=0.03%时,温度误差范围±10 ℃的比率为85.4%;模型预报钢中w(Mn)误差在±0.02%、w(P) 误差在±0.003%范围的比率分别达到了87.0%和81.2%.建立的预报模型具有较高的精度,实现了转炉终点碳、温度、残锰和磷的同时预报,为提高转炉的终点控制命中率、减少补吹的次数、实现直接出钢打下良好的基础.     

转炉双联工艺过程高温脱碳成渣路线的理论研究

在转炉双联工艺半钢炼钢过程,为得到满足冶炼要求的炉渣,成渣路线的选择至关重要。本文借助相图计算软件Factsage和正规离子溶液模型,以CaO-FeO-MnO-SiO2-MgO-Al2O3-P2O5七元渣系作为脱碳炉渣系,对转炉双联工艺过程高温脱碳成渣路线进行了理论分析,得到以下结论:双联工艺脱碳炉内,其成渣路线应采取铁质成渣路线。为提高锰的回收率和满足脱碳炉渣返回脱磷炉利用的需求,对初渣和终渣组成范围提出要求:初渣成分在15%CaO-65%FeO-20%MnO附近;终点炉渣成分在40%CaO-35%FeO-25%MnO附近。     

高级别管线钢中碳磷硫控制工艺研究与应用

分析了高级别管线钢中碳磷硫对钢材质量的影响,通过对钢液中[C]、[P]和[Fe]选择性氧化的热力学理论分析,计算出转炉终点温度在1 640℃时,当碳低于0.06%时,继续供氧,氧气将优先与[P]反应生成(P2O5),能够实现熔池的深脱磷;但当碳低于0.04%时,继续供氧,氧气将直接与[Fe]反应为主,造成钢水过氧化,甚至发生回磷现象。通过优化拉碳工艺、优化铁水预处理脱硫工艺、控制转炉回硫、LF渣系等,实现了高级别管线钢成品w[C]≤0.05%,w[P]≤0.012%,w[S]≤0.001 5%的稳定生产工艺。     

120 t顶底复吹转炉终点碳含量控制对钢水脱磷的影响

研究了120 t转炉在终点钢水平均温度1630℃,平均终渣碱度4.0时,终点[C]（0.029%~0.176%）对终点[P]和磷分配比的影响。34炉次冶炼结果表明,终点出钢磷含量随着碳含量的减小而降低,当碳含量低于0.06%时,有利于实现磷含量低于0.005%出钢;随着终点碳含量的降低,渣钢间的磷分配比增大,炉渣脱磷能力增强;在同等工艺条件下,终点碳含量越低,供氧时间越长,吹氧和碳氧反应对熔池的搅拌作用有利于进一步脱磷。     

复吹转炉冶炼低磷钢工艺

探讨了复吹转炉采用常规冶炼工艺和脱磷预处理直炼工艺冶炼低磷钢的工艺条件.A、B两厂采用常规冶炼工艺,当炉渣w(T.Fe)=16 %～24 %,炉渣碱度为3.5时,要稳定冶炼w(P)＜0.01 %的低磷钢时,终点w(C)应控制在0.05 %以下.C、D两厂采用脱磷预处理直炼工艺,当一次倒炉w(C)<0.10 %时,钢水w(P)能控制在0.01 %以下.预处理直炼工艺脱磷、脱碳期的关键是控制总渣量和半钢磷含量,为使在冶炼低磷钢w(P)<0.01 %的同时吨钢总渣量控制在90 kg以内,当脱磷期倒渣率达到40 %～50 %时,半钢w(P)最高应控制在0.026 %～0.037 %.     

低磷钢半钢炼钢过程中控磷工艺研究

介绍了转炉炼钢脱磷反应的条件、半钢炼钢深脱磷工艺的要求。通过分析转炉脱磷反应的冶金条件,优化炉渣碱度、熔池搅拌强度、出钢温度等工艺参数,研究了半钢炼钢过程中三种低磷钢的控磷生产工艺,为转炉脱磷操作创造有利条件。采用单渣法操作,石灰加入量控制在26~50 kg/t,终点[P]控制在0.025%以内,终点[P]一次合格比例达到99.6%;采用双渣法操作,石灰加入量控制在50~70 kg/t,终点[P]控制在0.015%以内,终点[P]一次合格比例达到98.4%;采用脱磷-脱碳双联工艺,终点[P]控制在0.010%以内,终点[P]一次合格比例达到97.6%,为冶炼不同钢种的控磷操作提供了参考。     

100t转炉脱磷预处理直炼工艺研究

介绍了100 t转炉应用脱磷预处理直炼工艺提高终点命中率的生产实践。冷料比为20%、25%、28%的条件下,优化脱磷、脱碳期供氧和造渣工艺,脱磷期耗氧比从传统工艺的20%~30%提高到30%~50%,脱碳期渣料加入量控制在8~15 kg/t。50炉工业试验结果表明,脱碳期一倒温度达到常规冶炼控制水平,一倒[C]、[P]控制水平明显好于常规冶炼工艺。     

基于副枪的转炉终点磷锰控制模型与脱磷优化

  分析了转炉终点磷、锰含量的主要影响因素,建立终点磷、锰含量预报与控制模型,优化转炉脱磷工艺。研究结果表明：根据副枪检测碳含量和温度值,通过数学模型预报终点磷、锰含量,在控制精度为±0.004%和±003%时,命中率分别达到89.5%和94.0%;转炉终点温度为1625～1655 ℃,终点碳w(［C］)≤0.06%的条件下冶炼w(［P］)≤0.010%的低磷钢,应将副枪点测后的供氧比例从9.0%增加到12.0%,矿石比例维持在30%以上,终渣碱度控制在3.0～3.5。     

转炉冶炼低磷洁净钢的工艺开发和实践

 转炉具备冶炼低磷钢的生产能力,但生产超低磷9Ni钢,转炉脱磷工艺仍然是主要难点和研究重点。分析了钢水温度、炉渣碱度、FeO和渣量等对转炉脱磷的影响规律,并结合现场工装设备条件,对转炉双联法、三渣法、双渣法3种脱磷模式进行试验对比。双联脱磷工艺半钢温降大、单炉周期长、生产组织难度大,三渣法操作过程复杂、终点磷控制优势不明显。双渣法冶炼周期短,通过优化转炉脱磷工艺,实现了采用双渣法冶炼工艺生产超低磷钢,简化了超低磷钢转炉冶炼流程,提高了生产效率。研究了转炉脱磷主要工艺参数,分析得出采用脱碳氧枪喷头时,供氧流量按脱碳吹炼流量的83.5%控制,可达到良好的脱磷效果并减少铁水碳的烧损;脱磷期半钢碳含量不宜控制过低,半钢碳质量分数为3.0%～3.5%时能保证前期的脱磷效果和脱碳期的热量。脱磷期温度控制在1 300～1 350 ℃,脱磷率较高也有利于炉渣熔化。炉渣碱度为1.8～2.2时,可保证较高的脱磷率和化渣效果。一次倒渣量40%以上,脱碳期终点温度按1 590～1 610 ℃控制,终渣FeO质量分数不小于20%,终渣碱度大于6,转炉终点磷质量分数可降低到0.002%以下。采用下渣检测系统和滑板挡渣操作,严格控制下渣量,出钢采用磷含量低的合金,炉后钢水增磷可控制在小于0.000 5%。通过工业试验,实现了铸机成品磷质量分数小于0.002%。