顶底复吹转炉的脱磷

一、前言近年来,炼钢行业中新工艺、新技术发展最迅猛的要算转炉冶炼了。诸如:前工序的铁水预处理;后工序的各种精炼手段;冶炼中采用的双流道氧枪、喷吹粉剂、挡渣出钢等。但其中发展势头最猛、推广应用最快的则是顶底复合吹炼技术。     

复吹转炉成渣过程对脱磷的影响

复吹转炉成渣过程是指冶炼过程中炉渣的碱度、氧化性和温度等因素的变化,成渣过程决定炉渣脱磷的效果。炉渣脱磷效果受热力学和动力学条件的影响,化渣脱磷期以改善动力学条件为主,脱碳升温期以改善热力学条件为主。     

100t复吹转炉冶炼IF钢终点磷分配比预测模型

基于某公司具有LOMAS烟气分析自动化炼钢系统的100 t复吹转炉冶炼IF钢工业生产数据,分析了冶炼终点[%C][%O]、[%C](%FeO)与[%C]的关系,结果显示[%C][%O]、[%C](%FeO)与[%C]^1/2线性关系显著。计算了吹炼终点的磷容量C_PO实,并与Turkdogan提出的半经验公式计算的磷容量C_PO算进行了对比分析,探讨了C_PO实大于C_PO算原因是终渣处于过氧化状态。分析了C_PO实和C_PO算二者差值与[10^-6 O]/(%FeO)的关系,结果显示二者线性关系显著。根据分析结果构建了转炉冶炼IF钢吹炼终点磷分配比预测模型,模型包含了吹炼终点温度T、终点[%C]、终渣(%CaO)和(%MgO)等因素,构建的磷分配比预测模型很好地重现了生产数据。     

鞍钢100t复吹转炉生产工艺实践

结合鞍钢100t顶底复吹转炉的改造情况,分析、对比了转炉顶吹和复吹两种工艺。结果显示,采用复吹后,终点[C]含量降低,供氧强度每炉降低82m^3,脱P、脱S率分别提高6．2％和16．0％,渣中TFe下降5．68％,喷溅次数降低了15．1％,提高了金属的收得率。     

260t复吹转炉底吹氮氩切换对终点氮含量的影响

在260 t顶底复吹转炉上对吹氧过程中的底吹模式进行了氮氩切换试验研究,并根据钢液脱氮和吸氮理论对试验结果进行了说明。试验结果表明,吹氧70%以内进行底吹氮氩切换对终点钢水氮含量没有影响;吹氧85%时进行底吹氮氩切换,氮气流量不大于16 m3/min时,对终点钢水氮含量影响不大;当氮气流量大于20 m3/min时,终点钢水氮含量增幅较大,超过50%;氮氩切换时间点及氮气流量应根据钢种而定。     

120 t复吹转炉终点脱磷平衡研究

论述了120t转炉在复吹条件下的脱磷效果,讨论了复吹前后终点w(P)、w(FeO)和炉渣碱度对脱磷反应的影响,从热力学角度分析了复吹前后脱磷效果的差异.     

复吹转炉多功能法脱磷工艺

在不新增设备的前提下,通过优化转炉冶炼工艺,使用复吹转炉多功能法进行铁水脱磷,提高转炉脱磷率.根据现有转炉设备条件,通过热力学计算确定转炉前期脱磷温度范围,并在现场实验中掌握好倒渣时机、渣碱度、加料量和出钢温度,确定最佳脱磷工艺.分析实验结果,与常规冶炼相比,该脱磷工艺用原料量少,脱磷率稳定,且高达90%以上,在提高钢水质量的同时也降低了生产成本.     

顶底复吹转炉双渣冶炼“脱磷窗口”温度控制模型

根据脱磷氧化反应热力学研究了C-P-Fe耦合作用下的半钢脱磷平衡温度以及P-Fe作用下的转炉冶炼终点钢水脱磷平衡温度,提出了双渣法冶炼"脱磷窗口"的温度控制模型。并进行了46炉45t顶底复吹转炉双渣法脱磷试验,得出转炉一次倒炉钢液温度和终点温度对脱磷率和磷分配比的影响。通过理论计算和工艺试验分析得出,一次倒炉钢液温度控制在1400~1440℃,冶炼终点温度控制在1610~1650时,在目前铁水/%:4.41C,0.41Si,0.19Mn,0.128P,0.034S,1250~1300℃,终点钢水/%:0.08C,0.01Si,0.06Mn,0.009 0P,0.017S,1600~1660℃和相关工艺条件下,可使一次倒炉钢液脱磷率达到62.1%,终点脱磷率达到93.9%,终点磷含量由原0.0090%降低至0.0078%。     

100 t顶底复吹转炉水力学模型研究

利用100t顶底复吹转炉进行水力学模型实验,研究纯底吹条件下不同底吹供气元件布置方案对熔池搅拌效果的影响,在此基础上,设计正交试验,分别研究复吹条件下底吹流量、顶吹流量和枪位对熔池混匀时间、冲击直径及冲击深度的影响.研究结果表明:底吹供气元件布置方案对熔池混匀效果影响很大;在顶底复吹条件下,顶吹流量对熔池混匀效果影响最大,且对于熔池冲击直径和冲击深度,顶吹流量和枪位起主要作用,底吹流量对其影响不大.     

莱钢120t复吹转炉终点脱磷平衡研究

针对120t转炉在复吹条件下的脱磷效果,讨论了复吹前后终点w（P）、w（FeO）和炉渣碱度对脱磷反应的影响,从热力学角度分析了复吹前后脱磷效果的差异。     

120 t顶底复吹转炉终点碳含量控制对钢水脱磷的影响

研究了120 t转炉在终点钢水平均温度1630℃,平均终渣碱度4.0时,终点[C]（0.029%~0.176%）对终点[P]和磷分配比的影响。34炉次冶炼结果表明,终点出钢磷含量随着碳含量的减小而降低,当碳含量低于0.06%时,有利于实现磷含量低于0.005%出钢;随着终点碳含量的降低,渣钢间的磷分配比增大,炉渣脱磷能力增强;在同等工艺条件下,终点碳含量越低,供氧时间越长,吹氧和碳氧反应对熔池的搅拌作用有利于进一步脱磷。     

120 t顶底复吹转炉双渣脱磷一次倒渣的工艺实践

通过对转炉脱磷和碳-磷选择性氧化转变温度的理论分析和计算,在铁水未经脱磷预处理的条件下,进行120 t顶底复吹转炉双渣脱磷生产实践。当铁水平均成分为(/%):4.81C、0.49Si、0.32Mn、0.127P、0.019S的情况下,在转炉冶炼前期(0~360 s),采用低温(1 330~1 350℃),较强底吹搅拌[0.030~0.040 m~3/(t·min)],中等炉渣碱度(2.0~3.0)和高氧化铁(20%~25%)工艺措施,实现一次倒渣的半钢(3.8%C)平均磷含量0.048%和平均脱磷率62.2%的脱磷效果。     

210 t顶底复吹转炉炼钢控制工艺的优化

为提高转炉生产能力,优化了转炉供氧制度-氧枪枪位和加料模式,不同铁水Si含量所对应的基础石灰、白云石量和底吹工艺,控制出钢温度,使转炉终点目标一次命中率从89.5%提高到95.4%,减少补吹次数;平均终点[N]降至35×10^-6;通过钢包的良性周转和出钢时间的合理控制,使钢包进入精炼工位后钢水温度≥1 560℃。     

顶底复吹转炉蒸汽在100 t VD精炼设备上的应用

转炉生产过程中产生大量的饱和蒸汽,但没有得到有效的利用;而VD精炼需要一定的微过热蒸汽。转炉蒸汽供应VD精炼的结果表明,2座100 t转炉的饱和蒸汽得到有效利用,转炉蓄热器饱和蒸汽完全满足VD使用要求,供给VD的蒸汽压力0.8～1.0 MPa,过热度10～15℃。钢水经VD 15 min精炼后,[H]≤1.5×10^-6,总[O]≤15×10^-6,脱氮率≥25%。文中介绍了转炉余热蒸汽在100 t VD精炼设备上的应用难点及解决方案。     

30 t顶底复吹转炉活动烟罩改造

对马钢第二钢轧总厂30 t转炉活动烟罩进行了结构改造,通过使用气体密封代替了原有的溢流水密封,实现节能的效果,实现降低故障率和检修的快速更换目的。     

100 t顶吹转炉单渣脱磷工艺的研究

对100 t转炉冶炼管线钢X70单渣法深脱磷工艺进行了工业性试验研究,确定了冶炼过程需要控制的原料及操作制度等关键参数。得出结论,铁水硅含量为0.3%~0.6%、终点温度≤1700℃、终渣（FeO）含量〈26.45%,且增大渣量的情况下,可以生产出ω[P]平均为0.009 0%的成品。     

180t复吹转炉单渣法深脱磷工艺的研究

通过研究180 t复吹转炉单渣深脱磷工艺,确定实际铁水条件下吹炼制度、造渣制度、温度制度等影响转炉脱磷效果的关键控制参数,并通过优化出钢模式、采用低磷合金及顶渣改质等控制回磷措施,实现了复吹转炉单渣法出钢平均ω[P]为0.007 9%,成品平均ω[P]为0.008 4%的目标。     

顶底复吹转炉底吹流量优化控制技术

通过理论与实践相结合,开发出一种性能优良的流量调节算法-专家变参数PID调节算法,实现顶底复吹转炉底吹流量优化控制。在30～120 t顶底复吹转炉的实际应用表明,专家变参数PID控制技术具有优良调节性能,实际底吹流量曲线控制平稳、迅速,流量控制精确,有效防止底枪堵塞,明显提高了经济效益。     

顶底复吹转炉底吹氮工艺研究

文章研究了不同转炉底吹模式下同一钢种以及相同转炉底吹模式下不同钢种中的氮含量变化规律,同时研究了转炉工艺参数、钢水成分及温度对转炉终点钢中氮含量的影响,对实际生产中氮含量控制具有一定的指导意义。     

唐钢50 t复吹转炉水模型的实验研究

针对唐钢50 t复吹转炉,采用1:6.35水模型的正交试验,研究了氧枪枪型、枪位、顶吹流量和底吹流量对熔池混匀时间、穿透深度、冲击面积和喷溅量的影响。结果表明,与4孔氧枪相比,使用改进后的4孔变角氧枪可增加对熔池的冲击面积,降低穿透深度和炉口溅出量,缩短混匀时间。对于50 t复吹转炉实际枪位≤1.3 m,有利于缩短冶炼时间,提高冶炼强度;顶吹流量控制在13 000～14000 m³/h,可缩短混匀时间和减少炉口溅出量。