脱磷炉冶炼工艺研究与技术指标分析

阐述了脱磷炉相关工艺研究以及与常规转炉冶炼时的主要技术指标对比情况。主要工艺有少渣高效冶炼工艺、底吹系统优化,底吹深脱磷工艺、底吹可视化工艺,转炉终点静止脱碳工艺。技术指标对比分析结果显示：脱磷炉终点平均磷含量为O．014％,常规转炉终点平均磷含量为0．019％,脱磷炉脱磷效果明显;脱磷炉石灰消耗控制在41．45kg／t,常规转炉石灰消耗控制在53．27kg／t;脱磷炉终点渣中平均TFe含量为11．73％,常规转炉终点渣中平均TFe含量为14．38％,脱磷炉金属收得率高;脱磷炉平均终点钢水残锰0．102％,常规转炉平均出钢残锰0．075％,脱磷炉合金消耗少;脱磷炉平均喷溅渣量为3．93kg／t,常规转炉平均喷溅渣量为13．23kg／t,脱磷炉过程控制平稳,金属损耗少;脱磷炉冶炼钢水终点碳氧积为0．002129,常规转炉冶炼钢水终点平均碳氧积为0．002659。脱磷炉控制水平较好。     

150t转炉双渣深脱磷工艺研究与实践

通过对150 t转炉双渣深脱磷的生产试验,分析了一倒、二倒工艺控制对脱磷的影响,结果表明控制倒炉温度、熔渣碱度、渣中ω(Fe O)、半钢磷含量等可提高脱磷率,生产试验结果表明转炉终点钢水磷含量平均为0.006%,成品磷含量平均控制在0.008%。     

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。     

100t 转炉留渣双渣法冶炼高硅高磷铁水试验

针对钢厂铁水硅和磷含量较高的特点,采用转炉留渣双渣冶炼工艺以获得稳定的铁水脱磷率。吹炼3 min后加入石灰和污泥球等造渣材料,供氧强度0～3 min时为2.5m³/（t·min）,3～4.5 min时为3.2m³/（t·min）,温度控制在约1320℃。转炉一次倒渣后,继续吹炼,加入后期造渣料,待一氧化碳体积分数稳定时,适当提高氧枪枪位,促进化渣,并进行终点碳控制。试验结果表明:脱磷期铁水平均脱磷率为58.09%,脱碳期钢水平均脱磷率为85.56%;当半钢温度为1320℃炉渣碱度为2.0,炉渣TFe含量为18%时,在脱磷期能获得较好的铁水脱磷效果;当转炉钢水一倒温度为1580℃,终渣碱度为3.5,炉渣TFe含量为20%时,在脱碳期能够获得较好的脱磷效果;转炉终点[P]_e/[P]_r为0.90;试验中得到脱磷期和脱碳期炉渣的岩相组成适合铁水脱磷。     

超低磷钢冶炼试验研究

在实验室15 kg真空感应炉上研究Li2O、Na2O、K2O、CaF2添加试剂对铁水脱磷效果影响的基础上,在120t顶底复吹转炉上的脱磷期通过添加含Li2O、Na2O、K2O的锂云母矿进行了超低磷钢的生产试验。实验室研究结果表明,脱磷渣中添加15%Li2O时铁水中的磷可由0.109 4%降到0.003%的水平,脱磷率高达97.3%,脱磷开始0～5 min时间内表观脱磷速率达到0.021%/min;120 t转炉工业试验表明,在转炉入炉铁水[P]含量0.109 9%条件下,半钢[P]平均0.035%,半钢脱磷率平均68.1%,转炉终点[P]平均0.005 8%,最低0.003%,终点脱磷率平均94.8%,最高97.3%。     

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%。     

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。     

烟气分析在100t转炉深脱磷工艺的应用

基于对脱磷工艺的理论分析,通过100 t转炉烟气分析控制熔炼过程、终点温度、过程化渣控制和预测终点磷含量以获得低磷钢水。首秦金属材料公司100 t顶底复吹转炉所用铁水的硅含量为0.2%～0.8%,磷含量0.052%～0.090%,管线钢的生产结果表明,烟气分析终点温度(1 580～1 650℃)命中率能达到95%以上;模型预测磷含量与转炉终点实际磷含量分别为0.007 6%和0.0074%,通过烟气分析实现了转炉终点磷含量≤0.010%的目标。     

260 t转炉冶炼极低磷钢的生产实践

结合复吹转炉脱磷原理,针对鞍钢股份有限公司鲅鱼圈分公司炼钢部铁水平均w(P)高达0.12%的现状,综合考虑设备布置等因素,自主开发了复吹转炉的两炉法(脱磷炉+脱碳炉)冶炼极低磷钢种技术。在应用实践中,通过优化脱磷炉和脱碳炉的两炉法脱磷工艺参数,实现了深脱磷的目的。脱磷炉脱磷率高达85%,半钢平均w(P)=0.018%;脱碳炉冶炼终点钢水平均w(P)=0.001 2%;成品钢中平均w(P)0.002 0%,实现了极低磷钢的批量稳定生产。     

转炉双联炼钢工艺热态渣再利用脱磷的工业试验

通过对双联工艺生产汽车板中300 t脱磷转炉进行脱碳转炉热态渣循环工艺的研究,分析了热态渣循环利用过程对脱磷转炉脱磷效率以及辅料消耗的影响。结果表明,热态渣循环工艺能够充分利用脱碳转炉热态渣高CaO、低P_2O_5以及成渣快的特点,从而实现脱磷炉的高效脱磷。采用热态渣循环工艺以后,热态渣试验炉次钢种半钢终点磷质量分数平均降低0. 003 7%,平均脱磷率提升至63. 55%。试验炉次石灰使用量较常规炉次平均每炉降低2. 18 t。     

碱金属氧化物对转炉冶炼超低磷钢脱磷效果影响的工业试验

通过15 kg真空感应炉试验得出CaO基脱磷渣系中分别添加Li₂O、CaF₂、Na₂O、K₂O后均有明显的脱磷效果,其中Li₂O含量5%~10%时脱磷效果最佳。120 t顶底复吹转炉双渣操作的工业试验结果表明,脱磷前期在加31.46 kg/t石灰、3.70 kg/t白云石和0.70 kg/t烧结矿的基础上添加13.88 kg/t锂云母矿（/%:56.41SiO_2,3.80FeO,4.50Na₂O,4.17K₂O,3.18Li₂O）较未加锂云母矿的渣料（34.58 kg/t石灰,5.41 kg/t白云石,3.13 kg/t的烧结矿）转炉终点渣氧化性低,转炉半钢的脱磷率和磷平衡分配比的平均值分别是未加锂云母矿的1.67倍和2.81倍,转炉终点的脱磷率和磷平衡分配比的平均值是未加锂云母矿的1.02倍和1.47倍,与未加锂云母矿相比,转炉吹炼终点[P]可由0.009%~0.011%降低到0.005%~0.006%,能够满足超低磷钢生产要求。     

湘钢冶炼临氢用12Cr2MolR钢的生产实践

当临氢用12Cr2Mo1R钢采用转炉+LF脱磷工艺时,转炉终点控制[P]<0.010%,[O]>0.06%,LF平均脱磷率73%。通过LF扒渣后钢水平均返磷率为28%,中间包[P]稳定控制在0.005%以下,较"留渣+双渣"工艺平均[P]降低了0.001%,吨钢生产成本降低了约30元,磷的控制不再是生产和低磷钢品种升级的限制性环节。     

300 t复吹转炉冶炼X80管线钢磷含量控制

 通过对首钢京唐公司生产的X80管线钢复吹转炉炼钢过程磷质量分数的控制研究,从热力学上分析了炼钢终点渣钢间磷分配比较低的原因,同时给出了转炉终渣成分的调节方向,以及要得到相应脱磷率和终点磷分配比时转炉渣加入量的最佳值。研究结果表明,在现有工艺条件下,转炉炉渣中MgO质量分数偏高,导致终渣熔点较高,而转炉终点渣熔点较高又是转炉磷分配比实际值与理论值差距较大的主要原因。通过计算,在现有工艺水平下,转炉渣的加入量应控制在43~60 kg/t(钢)较为合适。     

高级别管线钢超低磷控制研究

对高级别管线钢超低磷生产工艺进行热力学计算,研究了转炉脱磷并控制增硫和LF脱硫并控制回磷的条件。当100 t转炉终点氧为0.055%时,在炉渣碱度大于4.5、(FeO)≤20%,渣中的硫、磷分别≤0.036 5%、1.18%情况下可控制转炉终点钢中硫磷≤0.004%。得到0.004%和0.006%钢中磷的精炼工艺条件为:精炼渣碱度5.5～6、(Al₂O₃)分别小于18.8%和21.0%、(FeO)分别大于1.72%和1.28%、(P₂O₅) ≤0.012%。     

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。     

基于高FeO转炉渣的钢液脱磷行为

 为了研究在转炉冶炼中高FeO转炉渣条件下钢液的脱磷行为,采用双联法在某钢厂300 t脱磷转炉上展开高氧化性转炉渣脱磷工业试验。通过理论分析并结合XRD、拉曼光谱分析等手段,研究了脱磷温度、转炉渣矿相结构以及终渣成分等因素对高FeO转炉渣条件下钢液的脱磷的影响。通过热力学公式计算发现,脱磷转炉最佳理论脱磷温度约为1 675 K。对比分析了不同脱磷效果的转炉渣的矿相结构,结果表明,2CaO·SiO₂和3CaO·P₂O₅矿相结构有利于脱磷反应的进行,3CaO·SiO₂对脱磷效果的影响不明显;Si—O—Si键和[FeO₄]键特征峰面积越大,Q0和Q2单元特征峰面积越小,脱磷效果越好。最后研究了脱磷炉钢液脱磷率≥60%时终渣成分的最佳控制工艺参数,碱度R为1.05～1.30,w([FeO])为33%～37%,w([MgO])≤3.0%,w([MnO])为4.3%～5.4%。本研究可以为钢铁企业采用双联法开发超低磷钢提供理论依据和技术指导。     

Experiment on dephosphorization process of “remaining slag double slag” in combined blown converter

The dephosphorization process test was carried out in a domestic converter steel plant by using the “remaining slag double slag” process technology. The results show that with the increasing of dephosphorization rate in early stage of converter, the end point dephosphorization rate increases continuously. The silicon content in molten iron has the greatest influence on the dephosphorization rate in early stage. According to the composition of molten iron, properly reducing the oxygen supply intensity, reducing the gas solid oxygen ratio，adding an appropriate amount of lime and sinter in early stage of smelting are conducive to the improvement of dephosphorization rate in early stage. Adding lime of 4-8kg per ton of molten steel in the first turn down stage does not affect the tapping temperature, which can improve the dephosphorization rate in the first turn down to end point stage and the end point dephosphorization rate at the same time. From the control effect of the end point, the alkalinity of the end point slag should not be less than 3.0, the mass fraction of FeO in the slag should be 16%-20%, and the end point tapping temperature should be appropriately reduced to 1610-1630℃, which is conducive to the improvement of the end point dephosphorization rate. By strengthening of the stirring of molten pool and promoting the balance of the steel slag reaction, it is conducive to improvement of the end point phosphorus distribution ratio, so as to further improve the end point dephosphorization rate.     

复吹转炉“留渣 双渣”脱磷工艺试验

摘要：在国内某转炉钢厂采用“留渣 双渣”工艺技术进行脱磷工艺试验。结果表明：随着转炉前期脱磷率不断升高,终点脱磷率不断提高。铁水硅含量对前期脱磷率的影响最大。根据铁水成分,在冶炼前期适当降低供氧强度、降低气固氧比、加入适量石灰及烧结矿,均有利于前期脱磷率的提高。在一倒时每吨钢液加入4~8kg石灰,不影响出钢温度,可提高一倒-终点阶段脱磷率,同时可提高终点脱磷率。从终点的控制效果可知,终点炉渣碱度应保持不小于3.0,炉渣中FeO质量分数在16%~20%,并适当降低终点出钢温度在1610~1630℃,有利于终点脱磷率的提高。通过加强熔池搅拌,促进钢渣反应趋于平衡,有利于终点磷分配比提高,从而可进一步提高终点脱磷率。