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。     

低磷低硅铁水180 t复吹转炉冶炼高磷钢的工艺优化

在统计分析了转炉前期炉渣碱度和钢水温度,终点炉渣碱度、终渣全铁含量和终点钢水温度对脱磷率影响的基础上,优化了0.29%Si,0.085%P铁水180t复吹转炉的高磷钢冶炼工艺。200炉冶炼结果表明,通过使用低枪位使钢水快速脱碳升温,控制前期炉渣碱度≥2.2、终点炉渣碱度2.8~3.2,终点炉渣全铁含量≤17%,转炉出钢温度1 650~1 680℃,可控制脱磷率≤60%,终点钢水磷含量均值为0.035%。     

60 t转炉石灰石替代石灰造渣脱磷的试验研究

试验研究了60 t转炉采用石灰石替代石灰造渣对0.03%~0.27%C,0.012%~0.024%P,0.023%~0.036%S钢水在1580~1680℃的脱磷效果,对比了石灰石和石灰造渣时渣-钢磷分配比,得出石灰石造渣时渣中TFe,终渣碱度和终点钢水温度对渣-钢磷分配比Lp的影响。结果表明,石灰石替代石灰造渣时,熔池中铁和磷的氧化方式和脱磷反应不变,但钢水的脱磷效果较好:石灰造渣平均Lp为80,石灰石造渣平均Lp为101。石灰石替代石灰造渣炼钢时,渣中TFe含量14%~17%,终渣碱度3.1~3.4,钢水终点温度1600~1630℃时,脱磷效果最好。     

90 t转炉留渣双渣工艺钢中残余锰含量的控制

低锰钢一般要求控制转炉终点[Mn]≤0.05%,针对传统双渣工艺熔剂消耗成本高,留渣双渣工艺去锰不稳定的问题,基于热力学、动力学分析和现场数据分析,研究了碱度炉渣（R 1.68~2.00）、温度（1340~1460℃）及渣中FeO含量（FeO）(15.5%~18.7%)对留渣双渣工艺中炉渣去锰能力的影响。通过溅渣留渣期间加入部分石灰石,吹炼开始加入少量生白云石替代部分轻烧白云石和加入少量萤石以及吹炼初期采用较高枪位,加强熔池上层炉渣搅拌加速初期锰的氧化等措施,使终点[Mn]由≤0.06%降至≤0.045%,与传统双渣法比较,减少石灰用量6.5 kg/t,减少萤石1.48 kg/t,铁皮单耗降低6.42 kg/t,明显降低冶炼熔剂成本。     

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。     

提高55 t转炉双渣法脱磷率试验

唐钢公司二钢轧厂利用55 t顶底复吹转炉研究了双渣操作对脱磷效果的影响。试验结果表明,采用双渣法可以将脱磷率由单渣法的87.8%提高到92.6%,终点钢水磷含量低至0.008 1%;采用双渣法留渣冶炼有利于提高前期炉渣中FeO含量和碱度,从而有利于脱磷,可将脱磷率提高到95.2%,终点钢水磷含量降低至0.005 5%。脱磷率随着吹氧时间和供氧量的增加而升高,增加总吹氧时间或者总供氧量有利于改善化渣效果。另外,增加总吹氧时间或者总供氧量也延长了脱磷时间,最终提高了脱磷效果。     

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。     

转炉双渣冶炼工艺优化

通过对转炉冶炼过程的平衡计算及脱磷规律的研究,优化了转炉双渣工艺。实践表明:在满足钢种要求的出钢钢水成分前提下,将铁水比由84%提高到88%,转炉终点出钢温度可稳定控制在1 680℃以上;前期炉渣w(MgO)控制在6%~8%,碱度控制在1.6~1.8,终点炉渣碱度控制在3.5~4.0,转炉终点磷质量分数基本可控制在0.02%以下,达到了生产冷轧基板对转炉出钢要求温度高、磷含量低的工艺指标。     

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。     

超低碳钢150 t转炉冶炼过程超低硫的控制和工艺实践

结合转炉超低硫钢研发试验及生产实际,分析了转炉原材料中硫含量分布,得出铁水及带渣量、废钢、石灰占转炉入炉原料总硫质量分数的70%以上;研究了150 t顶底复吹转炉碳氧积对终渣（FeO）的影响,吹炼时间（0~15 min）、炉渣综合碱度R（2~4）和（FeO）(15%~25%)以及转炉钢水终点温度（1640~1700℃）对渣-钢硫分配比L_S=（S）/[S]的影响。20炉无取向硅钢AGW600生产结果表明,当转炉终点碳氧积控制在0.002 8以内,二元碱度3.2~3.7、转炉钢水终点温度1675~1710℃、渣中（FeO）不超过20%,渣-钢硫分配比L_S达7.0,钢水终点[C]为0.025%~0.048%,[S]为0.0024%~0.005 7%,钢材的[C]为0.0012%~0.0029%,[S]为0.0022%~0.0047%。     

转炉冶炼汽车用钢脱磷工艺

为了减少RH吹氧升温对洁净度的影响,汽车用钢在转炉冶炼过程中终点温度往往更高,从而导致转炉冶炼过程脱磷困难。通过对渣钢间脱磷热力学和动力学的计算,分析了转炉"留渣+双渣"工艺条件下磷分配比与钢液成分、炉渣成分以及温度的关系;结合工业生产试验,通过改变倒渣时间以及调整炉渣成分并对转炉冶炼过程钢液、炉渣连续取样,研究了转炉"留渣+双渣"工艺条件下的脱磷变化规律并得出了快速脱磷的工艺条件:吹炼开始加入小块废钢和轻薄料快速增加炉渣FeO含量并控制钢液温度的升高,吹氧量达到40%时倒出高磷含量炉渣;吹氧量为40%~80%期间增加炉渣FeO含量,减少炉渣返干,防止钢液回磷;转炉终渣碱度控制在4.0左右,终渣TFe质量分数在18%~20%和尽量低的出钢温度。     

石灰石对转炉冶炼效果的影响

在实验室条件下对石灰石和石灰块在转炉初期渣的溶解状况进行研究。结果表明,在1550℃,加入石灰块与部分初期渣反应,仍为固相,没有形成液相;加入的石灰石块已完全溶解在转炉初期渣中,形成均质的液态渣。在工业试验中,分别在转炉前期和中后期加入石灰石考察其熔化状况及脱磷效果,结果显示,吹炼前期加入石灰石的炉次,吹炼前期形成的炉渣碱度较低,约为1.5左右,吹炼终点炉渣碱度才达到预期的指标,脱磷效果前期不佳,中后期才有所提高;中后期加入石灰石的炉次,吹炼过程能够保持较高的炉渣碱度,有利于保持稳定的脱磷效果。     

210 t转炉双渣法冶炼深冲钢DC04的脱磷工艺实践

通过热力学计算得出转炉双渣法前期脱磷最佳温度为1 320~1 355℃,前期渣碱度宜为1.3~1.6,并在210 t顶底复吹转炉进行4炉DC04钢工业试验。结果表明,通过留渣量60%~80%的留渣操作,吹炼3~4 min进行倒渣操作,加入生白云石10 kg/t,球团15kg/t,前期渣样组成为33%~39%CaO,20%~25%SiO₂(碱度1.3~1.6),后期二次造渣加石灰16 kg/t,球团15kg/t和轻烧白云石10 kg/t,后期渣样组成44%~47%CaO,≤15%SiO₂(碱度2.85~3.20),使双渣法出钢平均[P]为0.014%,双渣法[Mn]收得率≤30%,前期渣中TFe含量为8.0%~12.0%,对后期渣中TFe含量影响较小。     

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%。     

转炉炼钢少渣冶炼技术的探索实践

介绍转炉少渣冶炼、炉渣热循环利用实践.可分两个阶段,脱碳出钢留渣、冶炼中期脱磷倒渣留渣与脱碳出钢留渣同时进行（留渣＋双渣）.脱碳留渣冶炼,通过出钢后倒渣、调渣过程控制,抑制留渣造成吹炼前期的喷溅.留渣冶炼使吨钢石灰消耗降低28.6％.“留渣＋双渣”试验,控制转炉前期炉渣碱度及全铁,选择合适脱磷渣倒炉点及温度,保证前期渣脱磷率和泡沫化,最终前期脱磷率大于60％,排渣率大于50％.“留渣＋双渣”技术,吨钢石灰消耗降低46.9％.     

青钢80t转炉脱磷影响因素分析及实践

从转炉吹炼的角度探讨了渣中氧化铁含量、碱度、钢水温度等因素对脱磷的影响以及这些影响因素之间的相互作用,前期脱磷温度应控制在1350～1450℃;终渣碱度不小于3．5,初期渣碱度1．8～2．0;炉渣中的氧化铁含量15％～20％。提出了前期采用小流量、高枪位、迅速化渣的吹炼方法,强化前期脱磷,最终脱磷率稳定地控制在90％～95％,为优质钢的生产奠定了基础。     

马钢转炉双渣法脱磷工艺生产实践

主要介绍了马钢第三钢轧总厂70 t转炉炼钢双渣法脱磷工艺生产实践,实践结果表明,在脱磷阶段,控制熔渣碱度在1.5~2.0,渣中ω(FeO)含量在10%~15%,一倒温度在1400~1450℃,可以获得较好的脱磷效果;在脱碳阶段,终渣碱度控制在3.8~4.2,ω(FeO)含量控制在20%~25%,出钢温度控制在1650℃以内,脱磷率可达90%以上。采用双渣法工艺后,转炉石灰用量减少约20 kg/t钢,钢铁料消耗下降4~6 kg/t,具有良好的经济和环境效益。     

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。     

减少渣量的转炉工艺研究与实践

通过对转炉前期倒渣时机和吹炼工艺参数的研究,开发了一种减少渣量的转炉炼钢工艺.该工艺的转炉吹炼过程分2个阶段,分别是脱磷期和脱碳期,脱磷期结束后倒除部分富磷渣,然后进行小渣量脱碳,吹炼终点保留脱碳渣用以下一炉脱磷.实践结果表明:与常规冶炼工艺相比,减少渣量操作工艺的转炉石灰消耗由26 kg/t降至17 kg/t以下,轻烧白云石消耗由13kg/t减少到9 kg/t以下,降低了转炉生产成本;吹炼终点钢水w(P)控制在0.0080％～0.018 2％,平均为0.012 6％.     

80t顶底复合吹炼转炉的冶金效果

对比了包头钢铁（集团）公司炼钢厂80t顶底复合吹炼转炉和顶吹氧化转炉的冶金效果,结果表明,底吹气体对钢水的搅拌作远大于顶吹氧化。采用顶底复合吹炼工艺后,不仅钢水成分和温度更均匀,吹炼更平稳,而且钢水终点残余锰点含量提高。由于吹炼时间、氧化消耗量及炉渣中的FeO含量都有所降低,因此金属收得率提高,另外,通过适当提高炉渣碱度,该工艺还可取得较好的脱磷效果。