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%。     

半钢冶炼控磷工艺的研究与实践

本文叙述了半钢冶炼生产低磷钢的三种不同的操作方法。通过分析转炉脱磷反应的冶金条件,通过调整炉渣碱度、熔池搅拌强度、出钢温度等工艺参数,为转炉脱磷创造更为有利的条件。采用单渣法操作,石灰加入量控制在26-50kg/t,终点磷控制在0.025%以内,一次合格比例达到99.6%;采用双渣法冶炼低磷钢,石灰加入量控制在50-70kg/t,终点磷控制在0.015%以内,一次合格比例达到98.4%;采用脱磷一脱碳双联工艺,终点磷控制在0.010%以内,一次合格比例达到97.6%,为冶炼不同钢种的控磷操作提供了不同的工艺路径,实现了品种钢磷含量的分级控制。     

宝钢股份300t转炉脱磷冶炼试验取得成功

宝钢股份2号300t转炉采用脱磷、少渣冶炼技术成功地进行了超低磷钢商业性生产试验。经过对入炉铁水脱磷、半钢水兑入脱磷钢包、再复回转炉进行少渣冶炼,冶炼出第一炉成分合格的超低磷钢,试验一次获得成功。     

宝钢股份300t转炉脱磷冶炼试验取得成功

宝钢股份2号300t转炉采用脱磷、少渣冶炼技术成功地进行了超低磷钢商业性生产试验。经过对入炉铁水脱磷、半钢水兑入脱磷钢包、再复回转炉进行少渣冶炼，冶炼出第一炉成分合格的超低磷钢，试验一次获得成功。     

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。     

鞍钢100 t顶吹转炉双联法脱磷工艺的研究

为了满足鞍钢股份有限公司炼钢总厂低磷、超低磷钢的冶炼要求,分析了顶吹转炉双联法脱磷的影响因素,并在100 t转炉进行了工业试验,结合理论分析和试验结果,优化了转炉的供氧制度和造渣制度。结果表明,成品磷含量小于0.004%以下的比例达到91.11%,成品磷含量小于0.006%的比例达到100%。     

新型冶炼脱磷技术——转炉预处理单渣法

目前,转炉炼钢常见的脱磷技术有：转炉大渣量脱磷、双渣脱磷、转炉双联脱磷及转炉预脱磷等,这些技术在生产中取得了良好的脱磷效果,其中双渣法脱磷率高达90％左右。这些技术一方面使生产低磷钢及超低磷钢成为可能,另一方面又存在着转炉热量损失大和冶炼周期长等缺点。最近,攀钢提出了一种在转炉炉内加入复合脱磷剂的新型转炉预处理单渣法脱磷技术。     

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。     

转炉CaO渣系加锂云母矿冶炼超低磷钢的热力学分析和工业试验

通过共存理论计算和热力学分析得出添加锂云母矿形成的CaO-MgO-FeO-Li₂O-Na₂O-K₂O-SiO₂-P₂O₅复合脱磷渣的渣-钢磷分配比Lp明显高于CaO-MgO-FeO-SiO₂-P₂O₅基本渣系,并确定锂云母矿的加入最佳时期是转炉吹炼前期。10炉120 t转炉冶炼的超低磷钢的结果表明,与未加锂云母矿的炉次相比,加锂云母矿可以使半钢[P]快速降低至0.044%以下,并且半钢脱磷率和磷分配比Lp分别从40.62%和13.13提高到67.71%和36.89,使转炉平均终点脱磷率和磷分配比Lp分别从92.35%和130.7提高到94.85%和191.9,转炉终点[P]可以控制在0.005%~0.007%,[P]的命中率100%,此复合渣系满足超低磷钢生产要求。     

大型转炉超深脱磷新技术研究与应用

为了实现超洁净低磷钢的批量高效生产，研究开发了大型转炉基于低MgO(2.5%≤w(MgO)≤4.0%)、低MnO(w(MnO)≤1.5%)、高碱度(R≥6)和超高磷分配系数(L_P≥1 500)的极低磷钢高效冶炼技术。研究发现，减低钢渣中MgO和MnO含量及提高钢渣碱度可以大幅提高转炉终点渣钢平衡磷分配系数L_Pbal至1 500以上。通过优化冶炼初期炉料结构，提高钢渣氧化性，实现高速化渣，半钢渣中平均磷质量分数达到3.47%、FeO质量分数控制在17%～20%;通过倒渣模型计算和优化及自动控制，实现半钢快速高效稳定倒渣，经测量半钢结束倒渣量控制在35%以上；通过熔池高效搅拌，使实际生产渣钢磷分配系数L_Pact与理论平衡磷分配系数L_Pbal的比值平均为0.81左右。采用低温出钢等低磷钢冶炼技术，实现双渣工艺冶炼转炉出钢最低磷质量分数为0.000 38%、整浇次转炉出钢平均磷质量分数为0.000 73%、整浇次成品平均磷质量分数为0.001 05%的批量、稳定、高效生产，平均转炉冶炼周期为42 min。本...     

Low-Cost and Large-Scale Clean Steel Production Technology

As the market demand for clean steel increased,a number of new technologies for clean steel production have been developed in some domestic and foreign steelmaking plants.Based on the existing equipments and technical conditions in the No.1 steelmaking plant of Ansteel,a series of clean steel technologies have been integrated including single bay duplex-dephosphorization in steelmaking control technology,high efficiency desulfurization technology,the control technology for nitrogen content during the whole process,the control technology for hydrogen content in VD,and the systematic control technology for oxygen content.A series of process for all kinds of ultra-low phosphorus,ultra-low sulfur and relative low level of inclusions have been designed in clean steel production.This process include hot metal desulfurization and slag-off,single bay duplex-dephosphorization in BOF,molten steel slag-off,LF processing,VD processing,and continuous casting with protection,then a stable,low-cost and large-scale production process has been formed.Applying this integrative technology,the sum of 5 major elements including phosphorus,sulfur,oxygen,nitrogen,hydrogen is less than 80×10-6 in high alloy steel scale production,and the industrial applications for clean steel technology have been achieved.     

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。     

120t顶底复吹转炉超低磷钢冶炼工艺研究

某厂120t顶底复吹转炉采用双渣法进行了超低磷钢冶炼的工业试验,采用高-低-低的枪位变化模式同时增加头批料中石灰和返矿的加入量,以提高转炉冶炼前期的脱磷效率。重点分析了熔渣成分和冶炼工艺对转炉脱磷的影响。试验结果表明,采用所制定的工艺方案,可稳定生产出w（P）低于40×10-6的超低磷钢。     

260t转炉高磷铁水冶炼低磷钢生产实践

针对鞍钢铁水中ω([P])≥0.085%的高磷铁水冶炼低磷钢的难题,鞍钢炼钢总厂四工区通过调整铁水硅含量、优化供氧制度及温度控制度,采用高碱度单渣法、双渣法、复吹、出钢后炉外脱磷等冶炼工艺进行了低磷钢生产,实践结果表明,不同冶炼工艺对高磷铁水生产低磷钢均起到了有益的作用。     

大型转炉优化造渣工艺提高脱磷的效果

 针对转炉冶炼存在的转炉前期化渣速度慢,冶炼终点钢水、炉渣氧化性高,终点磷含量控制不稳定等问题,利用炉渣熔化性测定、热力学平衡计算、炉渣矿相分析的方法研究了260 t转炉造渣、供氧工艺。结果表明,转炉初期渣熔化温度为1 330 ℃,不利于转炉前期化渣;终渣熔化温度为1 200 ℃,不利于转炉后期的炉衬维护;终点钢水磷含量与渣钢间磷平衡值差距较大,说明转炉吹炼终点动力学条件不足;炉渣中游离氧化钙含量较高,有部分未熔化的石灰。通过优化转炉渣料加入顺序和数量,强化转炉终点氧枪枪位控制、底吹搅拌等技术措施,可获得较高的转炉终点脱磷率和渣-钢间磷分配比,使终点渣-钢间磷含量更接近平衡;终点炉渣发育良好,游离氧化钙含量适中。     

超低碳钢转炉冶炼终点控制技术

通过对转炉冶炼终点碳、磷、铁选择性氧化平衡点的计算,得出超低碳钢冶炼终点碳含量的最佳控制范围是0.040%~0.060%,基于此范围开发了转炉冶炼的静态模型及动态模型,从而形成超低碳钢冶炼终点的控制技术,实践表明,采用该技术可大幅度提高冶炼终点钢水温度和磷成分的命中率,降低补吹率及罐内氧含量。     

Study on Control Technology of Slag Composition for Low-Sulfur and Low-Oxygen Steel

In order to reduce the content of oxygen and sulfur in steel, and produce low-sulfur and low-oxygen steel, study on slag has been carried out. Refining slag system of CaO-SiO2-Al2O3 is put forward with the consideration of slag amount from converter, oxidizability of slag and activity of oxygen in molten steel. On this basis, refining slagging system for low-sulfur and low-oxygen steel has been developed combined with the modification of slag from converter and composition control of refining slag in LF treatment process. The results show that oxygen content is not more than 15×10-6, as well as sulfur content is as low as 0.005% in tube blank steel. And it achieves the production of low-sulfur and low-oxygen steel.     

低温压力容器06Ni9DR钢转炉生产实践

介绍了应用顶吹氧气转炉冶炼生产06Ni9DR低温压力容器钢的过程。对转炉冶炼温度、钢水镍含量、碳含量、磷含量等工艺参数的控制进行了生产研究。实践表明,采用半钢双联法冶炼,出钢温度1 585~1 635℃、镍含量8.8%~9.3%、终点碳含量小于0.035%时,可以稳定控制06Ni9DR钢的工艺参数,终点磷含量小于0.005%。     

日本转炉炼钢工艺的最新进展

叙述了日本转炉炼钢工艺的最新进展,对不同转炉炼钢工艺路线的渣量进行了比较,介绍了新日铁、JFE、神户制钢和住友金属等厂家各自开发的大型转炉冶炼新工艺流程,对比分析了日本各大钢铁厂转炉双联法的技术经济指标及其生产实绩。日本转炉炼钢新工艺的操作方式主要有双联法和双渣法两种,双联法比传统方法工序简化,转炉内自由空间大,反应动力学条件优越,生产成本较低,通常铁水磷含量可脱至0．010％,适于大批量、经济地生产纯净钢。指出日本的转炉炼钢工艺处于世界领先地位,解决了超低磷钢的生产难题。