脱磷专用转炉的氧枪设计及研究

 脱磷专用转炉通常采用脱磷氧枪促进化渣,提高脱磷率,实现铁水预脱磷。设计了马赫数为1.9、氧枪流量为14500m3/h的4孔脱磷氧枪,利用Fluent软件模拟了脱磷氧枪的速度场、温度场和密度场等分布。模拟发现：4孔脱磷氧枪在枪位为1.5m时,射流速度约为115m/s,当射流速度为100m/s时,最大射流半径为0.28m。在此基础上,将脱磷氧枪用于120t脱磷专用转炉的生产过程,取得了良好的冶炼效果：可控制脱磷终点温度为1370℃左右;转炉终点碳的质量分数大于2.8%时能满足脱碳炉热量要求;半钢磷的质量分数平均可达到0.018%,平均脱磷率可达到79.2%。与传统单渣工艺相比,采用此工艺不仅能降低炼钢终点磷含量,也能保证脱磷的稳定性。     

LF精炼终渣用于半钢预脱磷的试验研究

进行了LF精炼终渣用于半钢预脱磷的可行性分析及试验研究,试验结果表明LF精炼终渣能够用于半钢预脱磷,且配加适量白云石后,脱磷效果良好,最小脱磷率为61.31%,最大脱磷率为71.76%,平均脱磷率为65.03%。与对比试验的最大脱磷率55.36%相比,脱磷率分别提高10.75%、29.62%、17.47%;试验的最佳工艺参数为枪位1 700 mm,供氧流量18 500 m~3/h,供氧时间360 s,精炼终渣加入量2.0 t,白云石加入量为1.0 t,底吹气体流量300～400 m~3/h。     

基于数值模拟的双联法炼钢供氧优化研究

利用CFD软件对福建三钢闽光股份有限公司120 t转炉进行了氧气射流与三相流数值模拟,模拟结果表明:4孔脱磷氧枪的射流和化渣效果优于3孔脱磷氧枪,可保证化渣过程整个熔池的吹炼面积,促进脱磷反应的稳定高效进行;Ma=2.03优于Ma=1.98的脱碳氧枪,有利于转炉脱碳过程造渣,促进脱碳反应的进行.将新氧枪应用于福建三钢闽光股份有限公司现场的转炉冶炼,表明脱磷氧枪与脱碳氧枪综合脱磷能力强,可有效地控制熔池温度,达到了前期脱磷保碳、后期脱碳升温的生产需求.     

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。     

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%。     

邯宝大型转炉炼钢工艺优化的研究

为了解决邯郸钢铁公司邯宝钢厂260 t转炉炼钢吹炼前期脱磷率低、终点钢中氧含量高、出钢温度偏低和枪龄短等问题,对炼钢过程进行了取样、测温,记录和分析关键操作参数等一系列调研。根据调研结果优化了氧枪喷头参数和吹炼枪位曲线,加强透气砖维护,测量了氧气管道压力损失和喷头射流流场特性,进行了射流与熔池作用的水模试验。采用上述工艺优化措施后,转炉脱磷效果得到改善,终点钢中碳氧积降低到0.002 39,平均出钢温度1 645℃,平均枪龄提高1倍,达到320炉。其他如钢铁料和石灰消耗也都有明显改善,增加废钢用量,所取得的经济效益达到39.8元/t。转炉炼钢工艺达到生产低碳优质深冲钢所需的技术水平。     

复吹转炉脱磷预处理工业试验

通过对首钢京唐钢铁联合有限责任公司300 t转炉脱磷现场工业试验,研究了复吹转炉脱磷预处理过程中半钢温度、炉渣氧化性、脱磷渣碱度、半钢w(C)/w(P)对脱磷效果的影响,研究表明:在半钢温度和脱磷渣碱度分别控制在1 290~1 310℃和1.9~2.5的条件下,半钢终点平均w(P)=0.026%,且w(P)0.030%的比例能够达到81.01%,与优化前相比,半钢平均磷含量和磷合格率都有明显改善。     

大型转炉顶底复吹混合效果模拟

 为研究复吹参数对脱磷转炉混匀行为和脱磷效果的影响,根据相似原理,针对300 t双联脱磷转炉进行实验室的水模拟试验,研究了21种不同底吹元件数量和布置方式,顶吹强度、氧枪枪位以及底吹强度对熔池混匀效果的影响,利用数值模拟方法进行了进一步的分析比较。结果表明,采用8支底吹元件的对称集中布置方式,同时保持较大流量的底吹强度可加强对熔池的搅拌效果。通过工业试验得出,半钢平均磷质量分数由试验前的0.024 9%降低到0.017 3%,半钢脱磷率由试验前的75.3%提高到85.4%,提高了熔池整体的搅拌效率和脱磷效果。     

攀钢转炉双渣法脱磷的试验研究

 为满足用户对钢中磷含量的要求,攀钢采用“双渣法”转炉脱磷工艺开展脱磷试验,并根据生产条件和转炉工艺特点考察转炉脱磷专用氧枪的实际使用效果。试验中,转炉工艺冶炼前期低温脱磷,后期脱碳升温,吹炼前期采用低供氧强度脱磷喷枪,倒渣时切换为常规吹炼喷枪。在吹炼脱磷前期结束扒渣后,熔池中的w(［P］)下降至0040%以下,脱磷率为47.9%。在试验终点钢水中的w(［P］)均在0.010%以下,波动范围在0.006%~0.010%,w(［P］)的平均值是0.0081%。终点脱磷率波动范围是84.4%~92%,平均值是88.3%。     

混合脱磷剂用于半钢炼钢脱磷的生产实践

主要研究了LF精炼终渣配加铁皮球和石灰提高冶炼前期脱磷效果的可行性及实践研究,试验结果表明混合脱磷剂脱磷效果良好,最小脱磷率为62.09%,最大为72.55%,平均为65.69%,分别比对比试验组最大脱磷率57.78%提高6.94%、20.36%、12.04%,最佳工艺参数为枪位1650mm,供氧流量17500m~3/h,供氧时间370s,混合脱磷剂加入量2.5t,底吹气体流量350～450Nm~3/h。     

含铌钢液使用CaC_2还原脱磷的试验研究

利用CaC2-CaF2对含铌钢液在碳管炉中进行了还原脱磷试验,钢液的碳含量wC=0.5%~1.9%,温度为1 550℃。研究了脱磷剂加入方式和加入量、铁水的含碳量、坩埚材质对脱磷率的影响。为了获得好的动力学条件,根据CaC2分解的特点,采用了将脱磷剂装入钢管后,喂入钢液进行还原脱磷反应的方法。试验结果表明:钢液wC=0.5%时,脱磷剂喂入法最终脱磷率为41%;钢液wC=1.9%时,脱磷剂喂入法最终脱磷率为25%,随着钢液含碳量的升高,脱磷率逐渐降低;脱磷剂采用顶加法时脱磷率均在10%以内,脱磷剂采用喂入法时脱磷效果远优于顶加法的脱磷效果;刚玉坩埚易受CaC2侵蚀,不适宜用于CaC2还原脱磷。MgO坩埚是进行还原脱磷反应的理想容器;在脱磷过程中合金元素铌不发生变化。     

攀钢钒120t转炉高效供氧技术研究

为更好的满足半钢炼钢的要求,攀枝花钢钒有限公司提钒炼钢厂结合自身半钢冶炼实际情况,对原氧枪喷头进行了设计改进,并通过工业试验对新氧枪各项参数进行了考察.试验结果表明:与原氧枪相比,改进后的氧枪脱磷效果更好,初渣形成时间平均提前1.37 min,纯吹氧时间平均缩短0.77 min,吨钢氧耗平均降低1.05 m3/t,渣料消耗降低了2.5 kg/t.     

高磷软锰矿脱磷菌的选育及脱磷试验研究

从某锰矿矿区土样中分离出脱磷菌,经筛选得到脱磷效果较好的脱磷真菌9株。对这9株真菌进行了锰矿脱磷试验,其中脱磷效果最好的P69对模拟锰矿的脱磷率为52．2%。以P69菌株为出发菌株通过紫外诱变得到一株脱磷能力明显提高的菌株P-2-8。用此菌种对软锰矿进行脱磷试验,矿石粒度0．1mm,固液质量体积比1：5,接种量20%,温度30℃,摇床转速150r/min,好氧培养15d,脱磷率为74．6%。     

超低磷钢冶炼试验研究

在实验室15 kg真空感应炉上研究Li2O、Na2O、K2O、CaF2添加试剂对铁水脱磷效果影响的基础上,在120t顶底复吹转炉上的脱磷期通过添加含Li2O、Na2O、K2O的锂云母矿进行了超低磷钢的生产试验。实验室研究结果表明,脱磷渣中添加15%Li2O时铁水中的磷可由0.109 4%降到0.003%的水平,脱磷率高达97.3%,脱磷开始0～5 min时间内表观脱磷速率达到0.021%/min;120 t转炉工业试验表明,在转炉入炉铁水[P]含量0.109 9%条件下,半钢[P]平均0.035%,半钢脱磷率平均68.1%,转炉终点[P]平均0.005 8%,最低0.003%,终点脱磷率平均94.8%,最高97.3%。     

BaO-CaO渣系不锈钢氧化脱磷研究

针对不锈钢氧化脱磷容易导致合金元素铬损耗的问题,在中频感应炉中采用20%CaO-45%BaO-15%Fe2O3-10%Cr2O3-10%CaF2渣系进行氧化脱磷试验。在热力学计算的基础上,通过调配BaO含量、钢液中初始碳含量和钢水处理温度,获得脱磷率不低于50%,脱磷过程中铬氧化量不超过8%的试验结果。试验研究表明:该试验渣系的脱磷效果比CaO渣系好,与BaO渣系相当;随着钢液中碳含量的提高,脱磷率增加、铬损减小;随着熔炼温度的升高,脱磷率降低、铬损减小,在1 750 K时脱磷率和铬损耗处于最优化水平。     

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。     

提高55 t转炉双渣法脱磷率试验

唐钢公司二钢轧厂利用55 t顶底复吹转炉研究了双渣操作对脱磷效果的影响。试验结果表明,采用双渣法可以将脱磷率由单渣法的87.8%提高到92.6%,终点钢水磷含量低至0.008 1%;采用双渣法留渣冶炼有利于提高前期炉渣中FeO含量和碱度,从而有利于脱磷,可将脱磷率提高到95.2%,终点钢水磷含量降低至0.005 5%。脱磷率随着吹氧时间和供氧量的增加而升高,增加总吹氧时间或者总供氧量有利于改善化渣效果。另外,增加总吹氧时间或者总供氧量也延长了脱磷时间,最终提高了脱磷效果。     

CaO-Fe_2O_3-CaF_2系半钢脱磷剂研究

基于某钢厂提钒转炉研究半钢炉外脱磷工艺,旨在为半钢炉外脱磷挑选出合适的脱磷剂,从而减轻转炉脱磷压力,降低终点磷含量,以达到超低磷钢的生产水平。通过提钒后的半钢样在实验室管式炉中试验,得到CaO-Fe_2O_3-CaF_2系脱磷剂加入量为60 kg/t效果最佳,在此基础上对CaO-Fe_2O_3-CaF_2系脱磷剂的配比进行研究,得到脱磷剂的最佳配比范围为:w(CaO)=30%~45%,w(Fe_2O_3)=40%~55%,w(CaF_2)=10%~15%,可获得最佳脱磷率79.1%。最后,设计出现场提钒后的半钢炉外脱磷工艺操作,并进行现场试验得到最佳脱磷率61.4%。再通过对脱磷渣的光学碱度和磷酸盐容量的分析,进一步验证CaO-Fe_2O_3-CaF_2系脱磷剂具有良好的脱磷效果,为生产实践提供了一定的参考。     

炼钢转炉脱磷的研究进展及展望

磷在钢中作为一种有害元素会危害钢材的塑性、韧性和可焊性等性能,如何高效地降低钢中的磷含量一直成为国内外钢铁企业的研究重点.总结并分析了转炉冶炼中造渣料、氧枪控制、底吹控制、冶炼温度和转炉渣成分对脱磷的影响,并以此为基础,对转炉脱磷技术的发展进行了展望,为钢铁企业的脱磷工艺提供理论依据和技术参考.     

100t 转炉留渣双渣法冶炼高硅高磷铁水试验

针对钢厂铁水硅和磷含量较高的特点,采用转炉留渣双渣冶炼工艺以获得稳定的铁水脱磷率。吹炼3 min后加入石灰和污泥球等造渣材料,供氧强度0～3 min时为2.5m³/（t·min）,3～4.5 min时为3.2m³/（t·min）,温度控制在约1320℃。转炉一次倒渣后,继续吹炼,加入后期造渣料,待一氧化碳体积分数稳定时,适当提高氧枪枪位,促进化渣,并进行终点碳控制。试验结果表明:脱磷期铁水平均脱磷率为58.09%,脱碳期钢水平均脱磷率为85.56%;当半钢温度为1320℃炉渣碱度为2.0,炉渣TFe含量为18%时,在脱磷期能获得较好的铁水脱磷效果;当转炉钢水一倒温度为1580℃,终渣碱度为3.5,炉渣TFe含量为20%时,在脱碳期能够获得较好的脱磷效果;转炉终点[P]_e/[P]_r为0.90;试验中得到脱磷期和脱碳期炉渣的岩相组成适合铁水脱磷。