基于高废钢比的转炉脱磷工艺研究

在高废钢比冶炼条件下,为了改善转炉终点钢液磷含量过高的问题,采用65 t顶底复吹转炉,结合脱磷热力学理论,系统分析研究了入炉铁水和终点条件对转炉脱磷的影响。结果表明,最佳的入炉铁水和终点脱磷条件为:当铁水温度、Si含量、终渣碱度、FeO和MnO分别控制在1 300~1 360℃、0.55%~0.65%、≥2.6、16%~22%和2.5%~4.0%时,可以顺利实现终点钢液磷含量在0.015 0%以下。     

铁水预处理时氧化脱磷和预脱硅间的热力学分析

从热力学角度分析了铁水预处理时预脱硅和脱磷之间的关系,经理论推导后得到了终点[P]含量和[Si]含量之间关系计算公式。计算发现,一定温度下氧化法脱磷时,终点硅含量越低,其终点磷含量也越低,并提出了铁水预处理脱磷的措施：首先脱硅要脱到较低含量;渣要有较高CaO含量来固定脱磷产物P2O5;脱磷结束后,要尽量扒除冶炼渣,防止温度升高时回磷。     

顶底复吹转炉双渣冶炼“脱磷窗口”温度控制模型

根据脱磷氧化反应热力学研究了C-P-Fe耦合作用下的半钢脱磷平衡温度以及P-Fe作用下的转炉冶炼终点钢水脱磷平衡温度,提出了双渣法冶炼"脱磷窗口"的温度控制模型。并进行了46炉45t顶底复吹转炉双渣法脱磷试验,得出转炉一次倒炉钢液温度和终点温度对脱磷率和磷分配比的影响。通过理论计算和工艺试验分析得出,一次倒炉钢液温度控制在1400~1440℃,冶炼终点温度控制在1610~1650时,在目前铁水/%:4.41C,0.41Si,0.19Mn,0.128P,0.034S,1250~1300℃,终点钢水/%:0.08C,0.01Si,0.06Mn,0.009 0P,0.017S,1600~1660℃和相关工艺条件下,可使一次倒炉钢液脱磷率达到62.1%,终点脱磷率达到93.9%,终点磷含量由原0.0090%降低至0.0078%。     

铁水预处理脱硫过程氮含量预测

根据铁水预处理的实际生产工艺,利用BP神经网络建立了铁水预处理脱硫时铁水中氮含量的预报模型.利用生产数据对网络进行训练后,可以用于预测铁水预处理脱硫后铁水中氮含量,预报相对误差可以控制在22%以下,w[N]的绝对误差值控制在8×10-4%以内.给各输入参量增加扰动后,模型计算表明,初始温度和初始[N],[C],[P]含量,四因素影响最大,且温度和[C]含量为负扰动,[N]为正扰动,说明增加温度和碳含量有利于脱氮.     

铁水中初始硅含量对铁水预处理中同时脱除硅、锰、磷、硫的影响

采用90 t钢包炉研究了铁水中初始硅含量(0.01%～0.61%Si)对铁水(%:3.34～3.90C、0.01～0.15Mn、0.014～0.082P、0.019～0.051S)预处理同时脱除硅、锰、磷、硫的影响。结果表明,铁水初始硅含量高,碳硅氧化的临界温度高,减少了碳的氧化,甚至增加了碳含量;初始硅含量低时,碳硅氧化的临界温度低,[Si]、[C]同时被氧化。铁水初始硅含量高可以提高脱锰和脱硅量,但抑制脱磷和脱硫,导致回硫。     

转炉铁水预处理脱磷的影响因素

 基于炉外铁水深度预脱硫+转炉铁水预脱磷的铁水预处理工艺是当今低磷或超低磷钢冶炼的重要工艺平台,其中转炉铁水预处理脱磷是关键的技术环节。以国内“双联转炉炼钢法”预脱磷炉实践为出发点,在实验室高温炉上通过顶加脱磷剂、浸入吹氧进行了铁水模拟转炉预脱磷影响因素的试验研究,比较了铁水温度、铁水初始硅质量分数w(Si)_i、脱磷渣碱度、供氧制度、搅拌强度、萤石加入量对脱磷效率的影响。结果表明,各因素对脱磷率影响的顺序为铁水温度＞w(Si)_i＞供氧制度＞脱磷渣碱度、搅拌强度＞萤石加入量;适宜的工艺参数为铁水温度为1 300 ℃,w(Si)_i 为0.10%～0.26%或低于0.30%,脱磷渣碱度为2.9～3.0,供氧制度中气氧与固氧各占50%或固氧稍偏多,维持较高的搅拌强度;转炉内铁水预脱磷处理可不加萤石。     

B2O3替代CaF2铁水预处理脱磷的热力学研究

通过MoSi管式高温炉在1450℃下研究了用0～8%B_2O_3替代40%CaO-52%Fe_2O_3铁水预处理渣中0～8%CaF_2的含量,对初始硅含量为0.61%,初始磷含量0.06%～0.09%的铁水脱磷效果。实验结果表明,B_2O_3替换CaF_2后,预处理脱磷渣氧化性增加,铁水的脱磷率大于80%,渣的磷容量略有降低,从9.35×10~(21)变化到7.48×10~(21),可以满足预处理脱磷的要求。     

100t转炉“留渣+双渣”提钒半钢冶炼低磷钢渣成分控制的工艺实践

4.28%~5.02%C,0.19%~0.24%V铁水经提钒后的半钢成分为3.30%~3.80%C,≤0.037%V。"留渣+双渣"法为留上一炉渣,兑入提钒半钢和50~70 kg/t废钢加入石灰和白云石进行吹炼5~6 min,倒渣,并加入适量石灰和白云石继续吹炼至终点。结果表明,吹炼前期随着炉渣碱度或温度的增加,钢水脱磷率先增加后降低,而随着渣中(FeO)增加脱磷率先增加后稳定,前期最佳控制条件为炉渣碱度3.0~3.5,(FeO)10.0%~15.0%,倒渣温度1 480~1 510℃;转炉吹炼后期,随着炉渣碱度的增加脱磷率升高,而随着温度的增加脱磷率降低,(FeO)对脱磷率的影响与前期较为相近,转炉吹炼终点控制碱度3.5~4.0,(FeO)8.0%~10.0%,温度≤1630℃为宜,脱磷率在90.0%以上;此工艺可将钢水终点[P]控制在0.015%以内,满足低磷钢冶炼的需求。     

复吹转炉“留渣 双渣”脱磷工艺试验

摘要：在国内某转炉钢厂采用“留渣 双渣”工艺技术进行脱磷工艺试验。结果表明：随着转炉前期脱磷率不断升高,终点脱磷率不断提高。铁水硅含量对前期脱磷率的影响最大。根据铁水成分,在冶炼前期适当降低供氧强度、降低气固氧比、加入适量石灰及烧结矿,均有利于前期脱磷率的提高。在一倒时每吨钢液加入4~8kg石灰,不影响出钢温度,可提高一倒-终点阶段脱磷率,同时可提高终点脱磷率。从终点的控制效果可知,终点炉渣碱度应保持不小于3.0,炉渣中FeO质量分数在16%~20%,并适当降低终点出钢温度在1610~1630℃,有利于终点脱磷率的提高。通过加强熔池搅拌,促进钢渣反应趋于平衡,有利于终点磷分配比提高,从而可进一步提高终点脱磷率。     

铁水脱磷预处理的方式

<正>铁水脱磷预处理目前主要有在鱼雷车、铁水罐中喷粉脱磷和在氧气转炉中对铁水进行脱磷处理两种方式。采用鱼雷车或铁水罐内喷粉脱磷方法,须先对铁水进行脱硅处理,将w[Si]脱除至0.10%~0.15%,然后再对铁水进行脱磷处理。脱磷剂主要采用Fe2O3-CaO-CaF2系,炉渣碱     

120 t顶底复吹转炉双渣脱磷一次倒渣的工艺实践

通过对转炉脱磷和碳-磷选择性氧化转变温度的理论分析和计算,在铁水未经脱磷预处理的条件下,进行120 t顶底复吹转炉双渣脱磷生产实践。当铁水平均成分为(/%):4.81C、0.49Si、0.32Mn、0.127P、0.019S的情况下,在转炉冶炼前期(0~360 s),采用低温(1 330~1 350℃),较强底吹搅拌[0.030~0.040 m~3/(t·min)],中等炉渣碱度(2.0~3.0)和高氧化铁(20%~25%)工艺措施,实现一次倒渣的半钢(3.8%C)平均磷含量0.048%和平均脱磷率62.2%的脱磷效果。     

铁水罐喷吹脱磷在400系不锈钢70t AOD一步法冶炼工艺中的应用

不锈钢厂采用铁水罐喷吹脱磷工艺为70 tAOD提供优质的低磷铁水冶炼400系列不锈钢,取代原电弧炉冶炼环节,实现了新型一步法冶炼不锈钢工艺。生产实践表明,铁水罐喷吹脱磷起始[P]为0.20%,处理后铁水[P]为0.001%~0.010%,[C]≥3.2%,温度≥1 320℃,完全满足后续AOD冶炼400系不锈钢的需要,与原70 t EAF-AOD流程相比,生产成本大幅降低。     

LF除尘灰应用于120 t铁水包KR搅拌脱硫的工艺实践

初始S含量0.030%~0.070%的120 t铁水进行KR搅拌脱硫预处理时,加入60~80 kg高铝渣粉(/%:45.40A1、41.30Al₂O₃、4.65SiO₂、1.17C、0.12P、0.33S)和971~1535 kg钙基混合脱硫剂[/%:80.19CaO、6.20CaF₂、0.030(S+P)]脱硫8 min铁水终点S含量为0.001%~0.005%,该脱硫剂成本占脱硫总成本的70%以上。为降低成本采用LF除尘灰(/%:4.2~8.8SiO₂、26~45CaO、7~15MgO、4~6TFe、20~40CaC₂、10~20Al₂O₃、0.03~0.10P)替代部分混合脱硫剂,用60~80 kg高铝渣粉,783~1365 kg钙基混合脱硫剂+190 kg LF除尘灰对初始S含量0.030%~0.070%的120 t铁水进行KR搅拌脱硫预处理8 min,其终点s含量同样为0.001%~0.005%,取得较好的经济效果。     

铁水一步法冶炼400系不锈钢转炉脱磷可行性分析

简述了铁水一步法冶炼400系不锈钢的工艺流程及优势。对400系不锈钢铁水一步法冶炼进行了磷平衡计算,计算结果表明:对于普通400系不锈钢,转炉脱磷铁水终点w(P)≤0.024%即可满足成品终点磷含量要求;对于某些要求较高的超纯400系不锈钢,转炉脱磷铁水终点需w(P)≤0.01%。在合理的配料条件下,转炉脱磷的深度满足400系不锈钢的生产要求。通过国内某钢厂的实际生产数据,进一步证明转炉脱磷是铁水一步法400系不锈钢生产成熟可靠的铁水预处理设施。     

转炉渣用于铁水预脱磷的工艺实验

 研究了转炉渣剂的组成及相关工艺因素对铁水脱磷率的影响。结果表明：为降低转炉渣的熔化温度以适应铁水预处理温度的要求，转炉渣的CaF2添加量应控制在15%~20%；采用80%的转炉渣和20%的CaF2配制的转炉渣剂对铁水进行脱磷处理时，脱磷率可达到78%左右；另外，转炉渣剂中的P2O5能显著降低铁水脱磷率。     

预熔脱磷剂进行铁水脱磷的实验研究

在实验室条件下,以CaO-Fe2O3-CaF2为预熔脱磷剂的主要渣系,对预熔脱磷剂的配比关系、加入量、处理温度、初始铁水磷含量以及预熔渣粒度进行了研究.结果发现:在1 350℃条件下,w(CaO)/w(Fe2O3)约取1.0,在加入量为10%的预熔脱磷剂能将铁水中的磷降低到0.0079%,脱磷率为96.24%,且初始铁水磷含量以及预熔渣粒度对脱磷率影响不大.     

不锈钢喷粉吹氧法铁水脱磷工艺

为了满足生产超低磷钢的预脱磷要求,对不锈钢铁水脱磷工艺进行介绍。在45 t钢包中进行石灰喷粉+吹氧的工业试验,结果表明,在铁水脱硅期达到预期效果(铁水w([Si])≤0.1%)后,铁水脱磷期可实现平均脱磷率大于88%。根据试验数据,分别回归出脱硅期和脱磷期的脱磷率、磷分配比的计算公式。通过添加萤石能够获得较好的铁水脱磷效果,随着铁水硅含量变化,铁水温度、吨钢耗氧量、石灰消耗量、炉渣碱度的增加,铁水的脱磷率明显增加。炉渣w((TFe))的增加对铁水脱磷率的影响不显著。研究认为,目前采用的石灰喷粉+吹氧冶炼进行铁水脱磷处理是行之有效的不锈钢铁水脱磷方法。     

苏打脱磷剂冲罐法铁水脱磷

 为研究铁水冲罐法对铁水预处理脱磷效果的影响,向放有一定量苏打的铁水罐中倒入铁水进行铁水脱磷工业试验研究。考察了铁水中Si、Ti浓度、铁水温度以及苏打添加量对脱磷率的影响,并比较了钙系脱磷剂与苏打的脱磷效果。结果表明：铁水中低的硅、钛浓度、低温以及适当的苏打消耗量有助于脱磷;与钙系脱磷剂只有一定的脱磷能力相比,苏打有较强的脱磷和脱硫能力;同时考察了氧气对苏打脱磷效果的影响,向铁水表面喷吹氧气可以减少铁水温降,为铁水的二次预处理提供温降空间,采用苏打铁水二次脱磷后,得到了w［P］＜0.010%的铁水;还考察了苏打脱磷过程中w［Cr］、w［V］和w［C］的变化,铁水中铬浓度几乎不变,钒几乎全部被氧化进入渣中,而碳浓度大约减小了0.2%(质量分数,下同)。     

复吹转炉冶炼低磷钢试验研究

研究了复吹转炉铁水脱磷预处理,半钢倒渣后在同一转炉内进行少渣精炼冶炼超低磷钢的工艺。结果表明:在铁水磷含量0.13%条件下,半钢和终点渣碱度(CaO/SiO2)控制在2.0和3.6左右,TFe含量控制在18%左右,半钢倒渣量40%～60%,半钢脱磷率最高达65%,平均为50%,终点脱磷率最高98%,平均为94.6%,冶炼终点钢水磷含量控制在0.007%以下,最低0.003%,满足低磷钢生产要求。     

铁水氧势对铁水预处理脱硅脱磷的影响

在实验室条件下,利用Ｆｅ２Ｏ３－ＣａＯ－ＣａＦ２渣系研究了在高炉铁水预处理过程中铁水氧势对脱硅、脱磷效果的影响,根据铁水的氧势分析了伴随铁水预处理脱硅过程发生的脱磷反应,研究了铁水初始硅含量对脱磷效果的作用。结果表明,在１６２３Ｋ温度和初始硅含量为０．３０％的条件下,将铁水氧势控制在（１．６４－３．２６）＊１０＾－４％范围,可获得终点硅含量为０．１４４％－０．０９０％的脱硅效果;对初始硅含量小于０．１５％的铁水,在１５７３Ｋ温度下,将铁水氧势控制在１．７＊１０＾－４％以上,可获得大于８５％的脱磷率,而在１６２３Ｋ温度下,铁水氧势高于５．５＊１０＾－４％才能获得约８０％的脱磷率,脱磷终点铁水磷含量较高。比较脱硅和脱磷过程,确认铁水脱磷预处理和最佳初硅含量为０．１０％－０．１５％。