“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 ℃。     

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。     

承钢半钢熔渣气化脱磷循环利用试验研究

溅渣护炉过程加入焦末可使熔渣中P元素以气态形式脱除,在河钢集团承钢公司进行了半钢熔渣气化脱磷循环利用工业试验,研究结果表明:炼钢温度下气化脱磷初始产物以P_2气体存在;半钢熔渣气化脱磷后循环利用不会影响后续炉次的脱磷效果,试验炉次终点钢水磷质量分数均值在0.019%,满足冶炼需求;气化脱磷熔渣循环利用可减少石灰消耗约6.35 kg/t,减少比例为24.73%;气化脱磷炉渣主要物相组成为硅酸盐相、RO相,P主要富集在C_2S相(硅酸二钙)中,炉渣含有部分未反应的焦末。     

首钢京唐热态渣、钢绿色循环利用体系开发

为实现“全三脱”工艺少渣冶炼,进一步降低辅料消耗,首钢京唐开发了热态脱硫渣、液态脱碳渣及铸余渣钢直接返回利用工艺。对热态渣、钢的可回收性进行了分析,并通过工业试验验证了工艺的应用效果。结果表明,回收利用5 t的脱硫渣,脱硫剂消耗可降低30%～40%,铁水温降相对减少10～15 ℃,总渣量减少30%～40%,同时可降低铁损,减少对环境的污染;对于脱碳渣,每炉回收热态渣20 t,可节约石灰3.2 t,若铁水硅质量分数小于0.15%,脱磷炉可不加石灰,钢铁料消耗相应减少2.4 kg/t,并且可取消萤石及轻烧的使用,可实现脱磷炉零辅料消耗;对于钢包铸余,通过控制高炉出铁量,将精炼工序RH/LF/CAS产生的热态精炼渣及钢包铸余兑入半钢包,连同半钢一起兑入脱碳炉中进行冶炼,铸余钢回包次数可达到6～8次,实现液态铸余直接回收。     

钒钛铁水的转炉炼钢工艺实践

由于水钢铁水[Ti]达到0.12%~0.30%,[V]达到0.15%~0.35%,在100t转炉炼钢过程中出现了前期渣难化、去磷困难、金属喷溅、终点钢水成分命中率低、溅渣护炉困难的问题。通过优化渣料加入方法、枪位和温度的控制、炉渣的成分结构,使转炉冶炼顺行,钢铁料消耗从1091kg/t降到1084kg/t,提高了终点钢水成分命中率,改善了溅渣护炉效果,使转炉炉龄达到25426次以上。     

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。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

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。     

Melting Characteristics of Recycling Slag in Decarburization Converter and Its Application Effects

 The steel slag in the decarburization converter is treated by the little water-spreading (LWS) and the heat-stewed (HS) methods, which is used as the furnace burden of the dephosphorization converter. The slag characteristics by the LWS and the HS methods and its application effects as the furnace burden are researched. The results show the moisture content in the HS slag is higher than that of the LWS slag. There is higher total iron content in the HS and the LWS slags and almost same melting point. The dicalcium silicate content in the LWS slag is higher than that in the HS slag. The tricalcium silicate in the LWS slag is lower than that in the HS slag. There are a lot of calcium ferrite in the LWS and the HS slags, which is beneficial to dephosphorization and slag melting. The LWS and the HS slags are added to dephosphorization converter each charge by 3 or 6 t. The results show that the saving lime is 0. 7-1. 0 t for each charge. The petrographic constitute of final slag for the dephosphorization converter by adding the LWS and the HS slags is dicalcium silicate, RO phase and glass phase. There are a little calcium ferrite phase in the LWS slag, which is helpful to dephosphorization. So there are better dephosphorization effects for the LWS and HS slags.     

转炉脱磷工艺的最新进展

转炉脱磷工艺利用了转炉容积大的特点,可以实现转炉前期快速高效低碱度脱磷.脱碳渣的循环利用降低了石灰等辅料消耗和渣量.在低温低碱度转炉脱磷的条件下,低温在热力学上有利于脱磷,但温度过低会使渣过于粘稠而影响动力学条件并使倒渣困难;适当提高碱度,脱磷效果较好.随着渣中氧化铁含量的上升,脱磷效果先上升后下降.转炉脱磷渣中固液两...     

生铁块加入量对转炉吹炼过程的影响

中小转炉钢厂为了增加钢产量,往转炉内过量加入生铁块.在生产中出现熔池温度低、废钢和石灰不易熔化、炉口溢渣、金属消耗增加、脱磷困难、终点命中率低等问题.中小型转炉内生铁块的加入量不应超过10%,使转炉吹炼过程中保持正常的熔池升温和成渣状况.     

转炉钢渣中磷元素的分布

转炉钢渣中的磷是影响钢渣在钢铁企业内部循环的主要因素之一。研究显示，如文献中对缓冷钢渣的研究结果一样，工厂稳定化处理后的转炉钢渣中的磷主要以磷酸三钙与硅酸二钙形式的固溶体存在。该固溶体在钢渣中呈不规则颗粒状，在钢渣的其它矿物相中没有发现磷元素。其实验结果与利用Factsage软件进行的热力学平衡计算结果相一致，说明对钢渣样的分析具有代表性。此结果为转炉钢渣中磷的综合利用和转炉钢渣在钢铁企业的再生利用打下良好基础     

转炉钢渣的物理化学和矿物特性分析

 为了合理回收转炉钢渣中的铁,以临钢钢渣为原料,采用光谱半定量全分析、X衍射、扫描电镜、和电子探针等方法分析试样的物理化学和矿物特性,并对原渣的粒度和金属分布进行测定。结果表明：转炉钢渣中主要物相是硅酸二钙、硅酸三钙和熟石灰,含铁物相主要有金属态（Fe）、简单化合态（Fe2O3、Fe3O4、Fe2O3·nH2O和FeCO3等）、铁酸盐（2CaO·Fe2O3等）和固溶体（MgO·2FeO）,全铁品位高达23.39%,分布比较分散;钢渣比较难磨且具有选择性破碎特性。研究结果为后续钢渣加工和综合利用提供了依据。     

Kinetic Model of Hot Metal Dephosphorization by Liquid and Solid Coexisting Slags

In most cases, hot metal dephosphorization slag is saturated with dicalcium silicate, and the partition ratio of phosphorus between dicalcium silicate and liquid slag is high. These results indicate the important role of solid dicalcium silicate in dephosphorization. In order to understand the reaction kinetics and obtain an optimum treatment method, it is very important to know the influence of solid phases in the slag. In this study, a new reaction model for hot metal dephosphorization considering the effects of dicalcium silicate and dissolution rate of lime is proposed. In the new dephosphorization model, in addition to the reaction rate between liquid slag and metal, the partition between dicalcium silicate and liquid slag and the dissolution rate of lime are also considered. The dephosphorization reaction of hot metal by the liquid slag phase was calculated by using the coupled reaction model. The calculated results demonstrated the importance of dicalcium silicate in dephosphorization. Also, in some cases, the dissolution rate of lime affected the dephosphorization behaviour.     

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。     

转炉含磷钢渣循环利用技术的研究现状及展望

 为了实现转炉含磷钢渣高效循环利用,系统分析了转炉含磷钢渣的生产状况、组成成分、磷元素的来源和迁移富集机理、矿相结构以及脱磷技术的研究现状。并以此为基础,通过对转炉含磷钢渣循环利用技术的探讨总结,表明目前的钢渣循环利用技术存在着磷资源利用效率低和钢渣能量损耗大的缺点。因此,依据钢渣磷质量分数高低决定其利用方式并在循环利用环节尽可能降低钢渣能量损失是一种必然的趋势。基于前人的研究基础,进一步对实现低磷渣和高磷渣的高效循环利用进行了展望,从而为钢铁企业提高转炉含磷钢渣循环利用率和降低原料生产成本提供理论依据和技术参考。     

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%。