转炉生产低磷钢的脱磷反应热力学

 为实现磷质量分数小于0.010%的低磷钢批量生产,系统研究了转炉脱磷反应热力学。分析了影响转炉渣-金间磷分配比LP的主要因素,研究了P2O5活度系数和脱磷反应氧分压的定量确定方式,以及碳、磷选择性氧化问题。研究结果表明：LP主要受氧分压、P2O5活度系数和温度的影响;P2O5活度系数采用修正的柯热乌罗夫规则离子溶液模型计算较为准确;脱磷反应氧分压受炉渣氧分压控制,炉渣氧分压主要取决于钢中碳含量、炉渣碱度和温度。对传统复吹转炉生产磷质量分数小于0.010%低磷钢的工艺条件是：终渣碱度w(CaO)/w(SiO2)≥3.0,终渣w(MgO)≤9.0%,终点碳w(［C］)≤0.065%,终点温度控制在1873～1923K范围。     

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。     

复吹转炉双渣吹炼脱磷试验

 通过现场试验,研究了在同一转炉内进行前期脱磷倒渣后,中后期少渣脱碳以冶炼超低磷钢的工艺,即复吹转炉双渣吹炼脱磷工艺。结果表明：在铁水磷质量分数为0.11%～0.14%条件下,半钢和终点渣碱度控制在20～2.3和3.6～3.8,TFe质量分数控制在14%～16%和16%～18%,半钢倒渣量40%～60%,可以使转炉终点磷质量分数控制在0.007%以下。     

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%。     

120t复吹转炉双渣法脱磷工艺的试验研究

对韶钢120 t复吹转炉双渣法冶炼低磷钢工艺进行了试验研究.结果表明,当转炉冶炼条件满足:铁水磷含量为0.13!,半钢炉渣碱度控制在2.0左右,TFe含量控制在15!左右,半钢倒渣量40!~60!的工况条件下,半钢平均脱磷率可达56!,最高达75!,冶炼终点钢水平均磷含量控制在0.011!,平均脱磷率为91.73!,满足了低磷钢生产要求.     

50 t转炉单渣法一倒渣冶金特性对脱磷的影响

为研究转炉高拉碳冶炼工艺过程中一倒渣的冶金特性对转炉脱磷冶金效果的影响,采用单渣法在国内某钢厂50 t顶底复吹转炉上开展单渣高拉碳高效脱磷工业试验。通过理论计算分析并结合实验室研究,对转炉一倒渣的矿相结构、熔化温度、黏度、成分等冶金特性与转炉脱磷效果之间的关系进行了研究。研究结果表明：一倒渣中Si、Ca、P富集的区域形成的矿相结构主要是2CaO·SiO₂和3CaO·P₂O₅,这两种矿相结构均有利于脱磷反应的进行;Fe、Mn、Mg元素富集的区域主要形成RO相和基体相,不利于脱磷反应的进行;降低单渣法高拉碳一倒渣的熔化温度和黏度有利于脱磷反应的进行;控制一倒渣的熔化温度在1 370～1 375℃,黏度在0.033 Pa·s左右,此时脱磷效果好,实现一倒钢液磷质量分数最低为0.018%,一倒渣的磷分配比L_P>60,一倒脱磷率最高为84%;炉渣二元碱度R=2.60～3.00,w(FeO)=22.00%～27.00%,w(MgO)<7.50%,w(MnO)<4.60%,一倒渣具有良好的脱磷效...     

天铁180t转炉少渣低温高效脱磷冶炼工艺实践

为优化转炉冶炼工艺,对180 t顶底复吹转炉进行少渣低温高效冶炼试验,采用少渣冶炼工艺,即:兑铁→脱磷期冶炼→前期倒渣→脱碳期冶炼→终点出钢,实现了前期渣碱度平均1.91,前期脱磷率平均56.25%,后期渣碱度平均3.02,终点脱磷率平均90%,过程石灰、白云石消耗分别降低30%、20%以上。冶炼前期碱度1.5~2.0,熔池温度1 350~1 400℃更有利于铁水中磷的脱除;随着出钢温度和终渣碱度的提高,钢中磷含量增加。     

高磷铁水顶底复吹转炉双渣法冶炼工艺实践

舞钢在没有铁水预脱磷设备的条件下,为了提高转炉钢冶炼前期的脱磷效率,结合转炉不同吹炼时期特点,通过生产实践,探索高磷铁水顶底复吹转炉双渣法冶炼工艺生产低磷钢的方法,确定了吹炼过程中合理的氧枪枪位和原料投放时机,总结出一倒时间、碱度、温度等关键操作制度,最终开发出直接利用高磷铁水生产低磷钢的转炉双渣法冶炼工艺技术,满足了低磷钢种对钢水洁净度的要求,达到了降本增效的目的。     

120 t转炉第一次倒渣脱磷参数计算与工艺试验

通过脱磷与还原磷的平衡热力学研究,确定了120 t转炉双渣法冶炼低磷钢时最佳一次倒渣温度与碱度之间的关系。通过对磷分配比Lp计算,得到了1 450℃下,碱度、(FeO)对其影响。结合热力学软件Factsage,得到最佳的脱磷渣碱度和(FeO)。计算表明,随着炉渣碱度的增大,最佳脱磷温度区间向高温区移动;1 450℃下,最佳的第一次倒渣碱度为2,最佳(FeO)为20%～25%。     

120 t转炉高效脱磷生产实践

为实现低磷钢批量生产,通过控制冶炼过程工艺参数并采取双渣法脱磷,使倒渣温度控制在1 350~1 400℃;冶炼时间控制在350 s;炉渣碱度控制在1.7~2.0,使前期脱磷率控制在70%以上。转炉终点平均出钢P含量由0.012%降低至0.009%,出钢温度由1 642℃提升至1 649℃,取得了良好的脱磷效果。     

应用烟气分析冶炼低磷钢的生产实践

介绍了马鞍山钢铁股份公司第一钢轧总厂120t转炉应用烟气分析动态控制冶炼低磷钢的生产实践,制定合适的装入、造渣、供氧制度,优化过程控制,强化转炉脱磷效果,使转炉脱磷率达到93%以上、终点w(P)≤0.007%,确保了不倒炉直接出钢的冶炼模式。     

减轻低碳低磷钢冶炼炉衬侵蚀及炉渣成分优化

通过实验室管式高温炉蘸渣试验和理论计算,研究了转炉冶炼低碳低磷钢的终渣(FeO)含量、(MgO)含量和碱度对炉渣物化性能和溅渣护炉炉衬保护的影响.试验优化前,终炉渣(FeO)质量分数为31.5％,(MgO)质量分数为8％,通过调整炉渣碱度,炉渣的固相率依然接近0％,炉渣溅渣后难以残留在炉壁上,不能对炉衬起到保护的效果....     

天铁热轧180t转炉少渣低温高效脱磷冶炼工艺

为优化转炉冶炼工艺,进行了180 t顶底复吹转炉的少渣低温高效冶炼试验,实现前期渣碱度平均为1.91,前期脱磷率平均为56.25%,后期渣碱度平均为3.02,终点脱磷率平均大于90%,过程石灰、白云石消耗分别降低30%、20%以上。得出冶炼前期碱度为1.5~2.0,熔池温度为1350~1400℃更有利于铁水磷的脱除;随终点出钢温度与终渣碱度的提高,终点出钢磷质量分数增加;分析前期的快速化渣有利于铁水磷更多地脱除到前期渣中;冶炼后期的少渣操作容易造成“返干”,是影响后期冶炼效果的关键因素。     

钢渣中FeO活度对硫分配比的影响

利用FactSage软件绘制了渣系CaO- SiO2- FeO- MgO(10%)- MnO(7%)的等硫分配比图,分析了FeO/SiO2比、FeO质量分数和碱度对硫分配比的影响。分析结果表明：当CaO质量分数一定时,渣钢间的硫分配比随着FeO/SiO2比的增加而逐渐增加。在转炉炼钢碱度范围内,当FeO质量分数一定时,Ls随碱度的增加而增加;当碱度一定时,在低碱度范围内,硫分配比随着FeO质量分数的增加而增加,在高碱度范围内,硫分配比随着FeO质量分数的增加而减少。     

转炉双联法脱磷成渣工艺分析

转炉双联法是一种短周期、低成本冶炼超低磷高质量钢的有效工艺路线。文章从理论入手,分析了转炉双联法冶炼超低磷钢工艺,以及炉渣碱度、FeO含量和冶炼过程温度对磷的质量分数造成的影响。     

转炉双渣冶炼工艺优化

通过对转炉冶炼过程的平衡计算及脱磷规律的研究,优化了转炉双渣工艺。实践表明:在满足钢种要求的出钢钢水成分前提下,将铁水比由84%提高到88%,转炉终点出钢温度可稳定控制在1 680℃以上;前期炉渣w(MgO)控制在6%~8%,碱度控制在1.6~1.8,终点炉渣碱度控制在3.5~4.0,转炉终点磷质量分数基本可控制在0.02%以下,达到了生产冷轧基板对转炉出钢要求温度高、磷含量低的工艺指标。     

转炉吹炼不同阶段炉渣黏流特性变化

为明确转炉吹炼不同阶段炉渣黏流特性变化机理，结合不同时期典型的转炉炉渣成分，利用FactSage热力学模拟软件研究了碱度、FeO、MgO、MnO和Al₂O₃的变化对CaO-SiO₂-FeO-MgO-MnO-Al₂O₃系转炉渣黏度的影响，并结合生产实际给出了转炉冶炼不同阶段适宜的炉渣碱度、炉渣中合理的FeO、MgO、MnO及Al₂O₃含量。研究结果表明，不同碱度条件下转炉渣黏度随温度升高而逐渐减小，不同温度条件下转炉渣黏度随碱度增大呈现先增大后减小的趋势。炉渣黏度受FeO、MgO和Al₂O₃含量变化影响较大，受MnO含量变化影响相对较小。炉渣流动性主要与炉渣结构的聚合度和渣中固相质量分数有关，FeO、MgO和Al₂O₃含量增加可以破坏渣中硅酸盐聚合体的网络结构，多余MgO易导致渣中高熔点固相析出；Al₂O₃...     

转炉铁水预处理脱磷实验研究

首钢京唐公司采用转炉铁水预处理脱磷工艺作为洁净钢生产平台,通过前期58炉冶炼实验,摸索出一套适和京唐公司生产实际的操作工艺,并在造渣制度、吹炼模式、温度控制等方面取得了重大突破,实现了稳定、高效生产低磷钢、超低磷钢的目标.脱磷炉终点磷的质量分数平均为0.017%,碳的质量分数为3.69%,脱磷炉终点平均温度为1350℃,并有10炉钢的脱磷炉终点磷的质量分数小于0.015%,最低为0.008%,达到了生产超低磷钢的预脱磷要求.对实验中影响脱磷效果的因素,如铁水硅含量,脱磷炉终点温度、终点碳含量、终渣碱度和氧化性等,进行了深入研究.分析表明当铁水硅的质量分数小于0.45%时,可以达到比较好的脱磷效果;脱磷炉的脱磷效果随终点温度的升高而逐渐变差,但为保证脱碳炉有足够的热量,脱磷炉终点温度控制范围为1350~1380℃;脱磷炉合理的碳含量范围应该在3.3%~3.8%之间;碱度控制在1.8~2.2即可满足脱磷炉的脱磷效果;通过增加矿石加入量,保持较高枪位可以提高冶炼过程渣中(FeO)含量,提高脱磷炉的脱磷效率.     

转炉冶炼汽车用钢脱磷工艺

为了减少RH吹氧升温对洁净度的影响,汽车用钢在转炉冶炼过程中终点温度往往更高,从而导致转炉冶炼过程脱磷困难。通过对渣钢间脱磷热力学和动力学的计算,分析了转炉"留渣+双渣"工艺条件下磷分配比与钢液成分、炉渣成分以及温度的关系;结合工业生产试验,通过改变倒渣时间以及调整炉渣成分并对转炉冶炼过程钢液、炉渣连续取样,研究了转炉"留渣+双渣"工艺条件下的脱磷变化规律并得出了快速脱磷的工艺条件:吹炼开始加入小块废钢和轻薄料快速增加炉渣FeO含量并控制钢液温度的升高,吹氧量达到40%时倒出高磷含量炉渣;吹氧量为40%~80%期间增加炉渣FeO含量,减少炉渣返干,防止钢液回磷;转炉终渣碱度控制在4.0左右,终渣TFe质量分数在18%~20%和尽量低的出钢温度。     

120t转炉高磷铁水冶炼高碳低磷钢生产实践

针对莱钢用高磷铁水冶炼高碳低磷钢容易出现终点碳过低和终点磷超标的问题,通过将脱磷渣碱度控制在1.5左右,实行双渣留渣工艺,提高前期底吹强度改善动力学条件,使用无氟化渣剂和增上滑板挡渣优化挡渣效果等措施,实现了高磷铁水冶炼低磷钢的高效生产。其中,终点磷质量分数可稳定控制在0.010%以下,脱磷率由89.80%提高到94.67%,终点碳质量分数控制在0.15%以上,钢水氧化性降低,钢包渣厚降低了40mm,精炼成白渣时间减少,满足了高碳低磷钢洁净度的要求,取得了良好的经济效益。