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%。     

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。     

120 t复吹转炉单渣法高拉碳工艺

 在复吹转炉铁水消耗1 050 kg/t(钢),铁水磷质量分数小于0.150%条件下,采用单渣法高拉碳工艺进行试验研究,实现了出钢碳质量分数大于0.40%,磷质量分数小于 0.020%。分析了高拉碳的操作控制难点是脱磷效率低、易喷溅和终点拉碳时机难以精确掌握。为此,对转炉操作抢位、氧压、底吹流量以及终点控制等方面进行了调整试验,试验结果表明：高枪位配合合适的底吹压力在提高脱磷效率的同时能有效控制喷溅;建立高碳出钢终点判断模型,能将碳命中率提高到90%以上。该工艺实施后,转炉终点游离氧保持在约100×10-6。     

铁水炉外脱磷效率的影响因素分析

高磷铁水中的磷含量过高,难以满足纯净钢、低磷钢和超低磷钢的冶炼要求。为了提高铁水炉外预处理的脱磷效率,本文从脱磷反应出发,分析了铁水脱磷工艺的热力学和动力学条件,认为增强渣的氧化性和碱度、较大的底吹强度以及保持适当的低温是提高脱磷效率的关键。     

高磷铁矿处理及高磷铁水脱磷研究进展

介绍了高磷铁矿选矿脱磷和炼钢脱磷反应机理研究的最新进展,对生产低磷钢的各个环节如铁水预处理,转炉冶炼,钢水炉外脱磷尤其是炉外脱磷的渣系组成及脱磷工艺进行了详细的论述.探讨了高磷铁水炼钢的可行性.     

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。     

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。     

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。     

高碳钢转炉冶炼过程高拉碳工艺研究

针对东北特钢集团北满特殊钢有限责任公司普遍采用的炉后增碳法转炉冶炼高碳低磷钢工艺存在的诸多问题,在理论分析和工业试验的基础上,通过造渣模式、化渣脱磷工艺、氧枪枪位及终点控制等工艺技术的系统优化,克服了恶劣原料条件的影响,研究开发了适用于北满特钢的高碳钢转炉冶炼高拉碳工艺,使终点碳质量分数由0.12%提高到0.29%,脱氧剂消耗平均降低了0.21 kg/t,增碳剂消耗平均降低了2.16 kg/t,吨钢成本降低了30.76元,高碳钢综合合格率提高了3.5%。     

转炉留渣脱磷工艺实践

针对低硅中磷铁水采用留渣作业方式进行冶炼,通过优化冶炼过程装入、供氧、造渣、终点控制工艺,提高转炉终点控制能力及平均脱磷率,脱磷率由80.1%提高到89.9%,实现转炉深脱磷的效果。     

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。     

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。     

不锈钢喷粉吹氧法铁水脱磷工艺

为了满足生产超低磷钢的预脱磷要求,对不锈钢铁水脱磷工艺进行介绍。在45 t钢包中进行石灰喷粉+吹氧的工业试验,结果表明,在铁水脱硅期达到预期效果(铁水w([Si])≤0.1%)后,铁水脱磷期可实现平均脱磷率大于88%。根据试验数据,分别回归出脱硅期和脱磷期的脱磷率、磷分配比的计算公式。通过添加萤石能够获得较好的铁水脱磷效果,随着铁水硅含量变化,铁水温度、吨钢耗氧量、石灰消耗量、炉渣碱度的增加,铁水的脱磷率明显增加。炉渣w((TFe))的增加对铁水脱磷率的影响不显著。研究认为,目前采用的石灰喷粉+吹氧冶炼进行铁水脱磷处理是行之有效的不锈钢铁水脱磷方法。     

高磷钢渣气化脱磷影响因素的实验

 在脱磷剂种类和配比一定的条件下,借助微型烧结实验手段,研究了碱度、温度、配碳量和磷含量等因素对高磷钢渣气化脱磷率的影响规律。研究发现,碱度升高,钢渣气化脱磷率降低,温度升高,钢渣气化脱磷率升高;随着配碳量增加,钢渣气化脱磷率先升高后降低,磷含量增加,钢渣气化脱磷率升高,当磷含量达到一定水平后,磷含量对气化脱磷率的影响减弱,并最终确定了各因素的最佳状态。     

环保型高磷铁水预脱磷渣的脱磷性能研究

实验室条件下采用间接测量法,测定了CaF2系和B2O3系脱磷渣的磷分配.即首先测量磷在液态渣和固态铁间的分配比,再通过计算得到磷在液态渣和铁水之间分配比,同时根据渣系成分和光学碱度计算了磷容量.同时采用了扫描电镜、能谱分析与X射线衍射分析技术对脱磷渣进行了研究.实验结果表明,B2O3系预脱磷渣的磷容量远大于CaF2系预脱磷渣的磷容量,因此可以用B2O3全部替代CaF2作为助熔剂进行高磷铁水的预脱磷处理,2种渣系的磷分配均随渣中有效CaO含量的升高而升高.用B2O3作为助熔剂时,B2O3能与渣中高熔点物质2CaO·SiO2和3CaO·P2O5反应生成低熔点物质,从而起到助熔的作用.且w(B2O3)/w(CaO)比值为0.16时,磷分配比为最高值,即该渣脱磷能力最强.     

100t转炉用含钛铁水冶炼高碳钢的留渣+单渣操作实践

针对100t转炉用含钛铁水冶炼高碳钢的前期成渣难于熔化、脱磷率低的问题,分析了含钛铁水转炉炼钢的成渣过程和炉渣的物理特性,开发了留渣+单渣工艺技术。循环利用终点炉渣,充分发挥渣中10%～13%FeO高（FeO）含量的特点,快速把含钛铁水冶炼前期的CaO-TiO₂-SiO₂三元渣系转变为CaO-TiO₂-SiO₂-FeO四元渣系,脱除钢中大部分磷。控制终渣碱度大于3.2、（TiO₂）含量小于5%,使转炉出钢[C]≥0.20%、[P]≤0.014%,转炉炼钢脱磷率达到88%～92%,石灰消耗下降到28 kg/t钢。     

低硅低温铁水终点磷含量高的原因分析及控制

针对转炉冶炼低硅低温铁水终点磷含量偏高的现象,从冶炼中期炉渣FeO含量、炉渣碱度及倒炉温度等几方面因素对脱磷分配比的影响进行了分析。通过改善化渣条件和成渣途径等相应措施,降低了冶炼终点钢水中的磷含量,提高了钢水的质量。