含钛铁水脱硫及转炉冶炼实践

分析了含钛铁水对铁水预处理脱硫、转炉冶炼操作的影响。通过采用渣铁分离剂、改进扒渣操作,有效降低了脱硫粉剂消耗和扒渣铁损;针对含钛铁水的转炉冶炼,采用双渣操作,通过控制放渣时机、炉渣碱度、放渣温度、放渣渣量等措施,显著提高了除钛效果;通过改进转炉热平衡计算方法,能够准确控制冶炼终点温度。工艺改进后,转炉冶炼终点的温度控制和成分控制基本达到冶炼普通铁水的控制水平。Ti和P含量分别为0．0026％和0．0091％,补吹率降到15．34％。     

铁水预处理脱钛热力学计算与实验分析

铁水预处理脱钛已被应用到实际生产中,铁水中的硅、锰、碳、磷在脱钛的同时都存在被氧化的可能.热力学计算和热模拟实验表明,铁水温度越低越有利于脱钛反应的进行.脱钛时,铁水中硅含量随钛含量的变化呈正比例下降,锰、磷含量变化与钛含量变化关系不大.铁水中碳的氧化主要受铁水温度影响,温度越高碳越容易氧化.要做到深脱钛,需要控制得到更低的铁水硅含量、更低的铁水温度以及抑制碳的氧化.     

模拟复吹转炉脱钛预处理的理论和试验

 采用具备顶底复吹功能的500 kg感应炉模拟了转炉预脱钛工艺,分析了钛的氧化反应机理。试验结果表明：终点铁水钛质量分数平均为0.008 2%,脱钛率平均为71.3%。脱钛率随铁水温度升高而降低,随熔池供氧量增加而增加。铁水的终点钛质量分数与终点硅、锰质量分数存在平衡关系,与过程中碳的氧化没有相关性。渣铁间钛分配比为0.6～1.6,随渣中氧化亚铁质量分数的提高而提高,随铁水温度的升高而降低。试验结果和低温下有利于脱钛的理论分析一致。     

首钢股份高炉铁水脱钛工业试验研究

为解决高炉铁水含钛无法进行硅钢冶炼问题,在4000 m3高炉上进行了炉前铁水脱钛工业试验研究.试验条件:使用自行开发的脱钛喷吹小车装置、碱性氧化物烧结矿返矿进行炉前脱钛,喷吹量为1％,喷吹位置为铁水沟前端.试验结果表明,铁水脱钛率为56.9％,脱硅率为41.2％,铁水从高炉到炼钢脱硫站的温降为140℃,属正常温降水平,...     

SiO2-TiO2-CaO-MgO-FeO-MnO渣系与脱钛过程铁水中Ti-Si平衡热力学模型

 为降低铁水中钛含量,采用烧结矿或球团矿进行铁水包脱钛预处理。基于共存理论,采用Matlab编程软件,建立了铁水包脱钛典型渣系SiO2-TiO2-CaO-MgO-FeO-MnO中TiO2活度计算模型。结果表明,随着MgO、FeO、MnO摩尔分数和炉渣碱度的增大,脱钛渣中TiO2活度下降;随着TiO2摩尔分数的增大,TiO2活度提高。脱钛终点铁水中的钛含量与硅含量呈线性关系,其斜率受温度、铁水成分以及炉渣中SiO2和TiO2活度的影响。计算结果与试验结果及实际生产数据十分吻合。     

转炉预脱磷与“全三脱”铁水少渣冶炼技术

 京唐公司炼钢系统铁水转炉预脱磷及“全三脱”铁水少渣冶炼工艺不断进行技术优化,脱磷转炉通过优化废钢尺寸、底吹枪数量和排布,半钢脱磷率可达到70%;铁水经过脱磷转炉脱硅、脱磷后,温度和磷质量分数更加稳定,为脱碳转炉少渣冶炼、自动化炼钢终点双命中率的提高提供了先决条件;脱碳转炉通过采用留渣操作、少渣冶炼技术、溅渣护炉技术后,自动化命中率达到90%以上,炉龄达到7 000炉以上;炼钢车间内渣钢、除尘灰、氧化铁皮等含铁物料实现了自循环消耗。采用“全三脱”铁水冶炼工艺,钢种质量进一步提高,超低磷与超低硫钢中（S＋P＋N）元素质量分数可稳定控制在0.009 5%以下。     

转炉高钛铁水冶炼工艺优化

由于高炉采用钛矿护炉,使得铁水中的钛质量分数明显增高,已远远超出转炉正常冶炼要求。为了减轻高钛铁水对120 t转炉冶炼带来的不利影响,如过程喷溅、“炉渣返干”、炉口黏渣等情况,通过改变铁水消化模式、供氧制度、枪位制度、造渣制度和终点控制制度等方面进行冶炼工艺优化,成功解决了这一系列问题。结果表明,优化后的冶炼工艺不仅缩短了废钢入炉的时间,稳定了过程控制,而且加快了生产节奏,吨钢钢铁料消耗降低2.5 kg,取得了较好的实践效果和经济效益。     

预处理过程铁水中氮含量的变化

宝钢铁水预处理现场取样统计分析表明 ,高炉铁水中平均氮含量为 4 4× 10 - 6 ,进行喷粉 (石灰 氮气 )单脱硫预处理 ,铁水中平均氮含量降低 34× 10 - 6 ;若进行脱硅 脱磷 脱硫 (3脱 )预处理 ,即首先氧化脱硅 ,其次喷吹氮 +氧 +石灰基粉剂脱磷 ,最后喷吹氧 +氮 +苏打粉脱硫后可使铁水中平均氮含量降至 10×10 - 6 。提高转炉低氮铁水比 ,复吹时全程氩搅拌和降低氧气中氮含量是生产低氮钢的主要工艺措施     

复吹转炉冶炼高级别管线钢低磷控制

随着铁水磷含量的增高,邯钢邯宝炼钢厂250t复吹转炉在冶炼高级别管线钢时对钢中磷含量的控制越来越难。从转炉脱磷的热力学和动力学理论两方面进行了分析,并针对性地制定了转炉吹炼过程去磷的有效措施,包括采用转炉留渣操作提高前期去磷效果、提高炉渣碱度、对于铁水磷质量分数高于0.12%的炉次采用少渣冶炼、吹炼过程枪位比优化前提高200mm和应用出钢下渣检测和滑板挡渣技术降低回磷等。转炉冶炼工艺优化后,转炉终点磷的质量分数平均值由优化前的0.0122%降低到优化后的0.0089%,钢包磷质量分数由0.0135%降低到0.0096%,为邯宝炼钢厂大批量生产优质高级别管线钢等洁净钢打下了基础。     

无取向硅钢钢液增钛原因分析

对无取向硅钢炼钢全流程钢液增钛的原因进行了分析,认为铁水钛含量、转炉出钢温度、转炉下渣量、精炼渣TiO2含量、钢水罐及RH浸入管混钢种生产是影响钢液增钛的主要原因.通过采取低钛铁水冶炼,减少转炉下渣量,提高出钢温度,添加白灰改质精炼渣等措施,均能够降低钢液中的钛含量.     

攀钢低硫管线钢硫含量控制生产实践

 攀钢提钒炼钢厂采用w(［S］)为0.06%~0.12%的铁水炼钢,导致低硫钢的生产困难较大,结合攀钢X52NS,L245NCS等低硫钢冶炼的生产实践,分析了“铁水脱硫预处理—转炉—LF钢包精炼—连铸”全流程各工艺环节的硫含量控制技术。通过铁水脱硫预处理后将w(［S］)控制在0.003%以下,转炉冶炼工位采用含硫较低的辅料造渣以及LF工位控制钢水［O］活度等措施,生产出了w(［S］)最低为0.002%的低硫钢。     

基于共存理论的转炉脱磷热力学分析

为了定量研究温度、炉渣成分、钢液成分对转炉磷分配比和平衡磷含量的影响,基于共存理论建立转炉炼钢六元渣系的组元活度计算模型和磷分配比L_P计算模型,将磷分配比模型计算结果与转炉炼钢实测磷分配比进行对比,发现两者吻合较好。定量计算结果表明,当炉渣碱度为3.8时,钢液温度从1 640升到1 680 ℃,平衡磷质量分数从0.011 5%增加至0.019 8%。同时定量计算了炉渣碱度及氧化铁含量变化对平衡磷含量的影响,但实际炉渣控制需要考虑炉渣黏度、铁损及炉衬侵蚀。转炉吹炼终点钢中元素含量数量级较小,计算表明终点成分变化对磷活度系数的影响不大,各元素对脱磷的影响主要体现在冶炼初期和过程。     

转炉底吹氮氩切换对氮质量分数影响

为了研究转炉底吹气体对钢水终点氮质量分数影响,研究了迁钢210 t顶底复吹转炉底吹模式对转炉终点氮质量分数的影响,并基于钢液脱氮和吸氮理论对试验结果进行了分析。应用实践结果表明,随着铁水碳质量分数增加以及终点氧质量分数降低,终点氮质量分数逐渐降低;在铁水条件、副原料、转炉终点、底吹流量以及过程操作一致条件下,随着氮氩切换时间节点延长,钢液增氮量逐渐增加。当切换时间节点为吹氧比56%以内,底吹氮氩切换对终点钢水氮质量分数影响较小,当切换时间节点为吹氧比高于56%时,终点钢水氮质量分数增幅较大。     

含钛型连铸保护渣性能及应用研究进展

 随着钢铁技术的进步和社会发展需求,钢铁企业正在研发和生产强度高、韧性好、抗腐蚀性强等各种类型的高质量特殊钢种。如何有效控制特殊钢种连铸生产工艺的稳定性是当前保护渣开发面临的共性难题。设计研发合理的保护渣化学成分、稳定其物化性能,以保证特殊钢种良好的铸坯质量是钢铁冶金领域科研人员关注的热点问题。为此,有关科研人员开展了大量的保护渣基础理论及应用研究,取得了一定的成效。大多数学者研究认为,在传统保护渣中添加一定量的TiO₂可以改善保护渣物化性能、提高吸附夹杂物的能力、阻止钢-渣界面反应、减少铸坯质量问题的发生。保护渣中TiO₂质量分数为4%~8%、碱度为1.1~1.3时,可以有效改善保护渣的熔化温度、黏度以及热流密度等物化性能,对渣膜结晶也可以起到促进作用,能基本满足高钛钢、高铝钢等特殊钢种的要求;含钛保护渣渣膜中的钙钛矿可以代替传统保护渣渣膜中的枪晶石,对保护渣的传热起着决定性的作用;含钛保护渣吸收钢水中夹杂物后,保护渣的物理性能保持稳定,并可以防止特殊钢水中的钛与保护渣发生界面反应而引起的铸坯表面“结鱼”等问题的发生;含钛型保护渣在某些特殊钢种中已进行初步探索应用并取得阶段性成果。关于渣膜中钙钛矿及其他矿物对含钛型保护渣传热的影响机理,如何更好地协调保护渣的基础性能与润滑传热机制之间的矛盾,实现含钛型保护渣在连铸工艺中的广泛应用,以满足连铸工艺优质高效稳定的生产需要,仍是冶金工作者进一步研究的主要课题。     

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%。     

降低提钒脱硫炼钢钢铁料消耗工艺优化

为了降低炼钢全流程钢铁料消耗,结合西昌钢钒炼钢厂装备及工艺条件,在提钒工序提出低硅质量分数铁水采用石英砂调渣、优化供氧制度等工艺改进措施以降低钒渣TFe的质量分数;在脱硫工序提出优化脱硫剂w(CaO)/w(Mg)质量分数比以减少脱硫渣量及喷溅;在转炉炼钢工序提出优化转炉终点温度和终点碳质量分数以降低转炉渣TFe质量分数。通过工艺改进措施的实施,钒渣TFe质量分数由28.59%下降到26.72%,脱硫铁损的质量分数由2.94%下降到2.63%,转炉渣TFe的质量分数由20.09%下降到19.00%。炼钢全流程钢铁料消耗由2015年12月的1 112.73降低到2016年4月的1 107.55kg/t,达到国内同类型企业中的先进水平,取得了巨大的经济效益。     

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。     

超低温LNG储罐用钢的炼钢生产实践

介绍了超低温LNG储罐用钢的炼钢生产实践。采用转炉双渣、双联低温冶炼脱磷技术实现了转炉终点磷含量≤0.002 0%;钢水扒渣与LF脱硫实现了硫含量≤0.001 0%;RH真空度≤200 Pa,循环时间30 min,使钢中氮、氢含量分别控制在0.003 0%和0.000 1%以下;采用连铸全程保护浇铸工艺、铸坯高温矫直工艺以及铸坯缓冷工艺,抑制了铸坯表面和皮下裂纹的产生。     

150t转炉低钒铁水提钒生产实践

针对承钢特殊铁水条件（wV=0.15%～0.25% ,铁水温度为1280～1380℃）,通过理论分析,采取N2-O2提钒模式,控制转炉提钒各工艺参数,得到合格钒渣和良好的半钢。生产实践表明,解决了对低钒、高温铁水的钒资源提取,取得良好的经济效益。