炼钢转炉脱磷的研究进展及展望

磷在钢中作为一种有害元素会危害钢材的塑性、韧性和可焊性等性能,如何高效地降低钢中的磷含量一直成为国内外钢铁企业的研究重点.总结并分析了转炉冶炼中造渣料、氧枪控制、底吹控制、冶炼温度和转炉渣成分对脱磷的影响,并以此为基础,对转炉脱磷技术的发展进行了展望,为钢铁企业的脱磷工艺提供理论依据和技术参考.     

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。     

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。     

首秦公司100 t转炉深脱磷的实践

在分析脱磷机理及炉渣物相的基础上,以首秦公司100t转炉脱磷生产为例,研究了转炉双联脱磷、脱磷脱碳枪脱磷、转炉冶炼加出钢脱磷、三渣法脱磷等几种工艺的转炉深脱磷能力。实践表明:转炉冶炼加出钢脱磷工艺脱磷率最高,达到97.5%,脱磷后w(P)能达到0.002%;三渣法脱磷符合生产条件,在铁水w(P)达到0.150%的条件下,脱磷率达到96.7%,能有效降低冶炼成本。     

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%。     

采用转炉脱磷生产不锈钢用低磷钢水的探讨

在太钢生产条件下，旨在探讨新建二钢北区脱磷转炉如何有效冶炼低磷钢水供下工序生产不锈钢。调研了二钢南区转炉冶炼不同钢水磷含量的现状；比较了转炉采用双渣法与单渣法操作对脱磷的影响；讨论了脱磷钢水高碳出钢和低碳出钢的相关问题，对二钢北区转炉脱磷工艺操作提出了建议。     

SWRH82B转炉冶炼过程磷含量的控制

分析了转炉冶炼SWRH82B条件下,影响脱磷的主要因素。通过转炉冶炼前期分批加入石灰、污泥球和高枪位操作等工艺,使熔池快速形成1.5-1.7的碱度和含有15%～20%ω(FeO)的氧化渣,实现良好的脱磷条件;并在冶炼中期灵活调节枪位,均衡C-O反应速度;后期加入适量的污泥球,降低出钢温度,实现后期脱磷。采用此种高拉碳冶炼工艺,能够保证转炉出钢后,钢中磷含量控制在0.015%以内,实现良好的脱磷效果。     

120t复吹转炉双渣法脱磷工艺的试验研究

对韶钢120 t复吹转炉双渣法冶炼低磷钢工艺进行了试验研究.结果表明,当转炉冶炼条件满足:铁水磷含量为0.13!,半钢炉渣碱度控制在2.0左右,TFe含量控制在15!左右,半钢倒渣量40!~60!的工况条件下,半钢平均脱磷率可达56!,最高达75!,冶炼终点钢水平均磷含量控制在0.011!,平均脱磷率为91.73!,满足了低磷钢生产要求.     

基于BP神经网络算法的脱磷转炉终点磷含量预报模型

为更准确地预测脱磷转炉冶炼终点钢水磷含量,选取某钢铁公司冶炼DC04钢种作为研究对象.根据工业试验得到的铁水条件、造渣料及吹氧量等工艺参数,利用灰色关联分析法得到各工艺参数关于脱磷转炉终点磷含量的灰色关联度,并结合BP神经网络算法建立关于脱磷转炉冶炼终点磷含量的预报模型.通过不断优化,使该模型实现预测脱磷转炉终点w(P...     

中磷铁水生产超低碳钢实现高温低磷冶炼实践

对转炉脱磷的原理进行了分析,结合生产实践中冶炼温度、炉渣碱度及FeO对脱磷的影响,得出了转炉保证高碱度、采用高→低→高→低的氧枪操作制度和分批加料制度能起到很好的脱磷效果。并结合梅钢中磷铁水条件,采用转炉高温低磷出钢的冶炼方案,已经能够稳定生产出磷含量为12×10-5的超低碳钢。     

底吹搅拌对复吹转炉脱磷工艺的作用分析

 在分析讨论复吹转炉冶炼过程脱磷反应规律、常规转炉冶炼过程脱磷弊端的基础上,探讨了转炉冶炼过程脱磷时机选择与合理控制机制。基于转炉脱磷热力学与动力学条件分析得出,底吹搅拌能兼顾渣-钢界面搅拌和控制脱磷温度,是提高脱磷效率的主要动力学手段。通过水模试验模拟渣-钢之间的传质现象得出,转炉底吹元件数量和底吹强度的不同组合与渣-钢界面间的有效传质存在合适的匹配关系,随着转炉底吹强度增加,底吹元件个数应适当增加。转炉长寿命复吹效果不但取决于合理的供气元件选型、数量、布置及供气模式,更要依靠科学的底吹维护工艺制度。     

应用COMI炼钢工艺控制转炉脱磷基础研究

 基于转炉炼钢过程脱磷的热力学分析和计算,以控制转炉冶炼过程脱磷期温度为出发点,提出一种利用CO2气体代替部分O2进行吹炼的转炉炼钢新工艺,即COMI炼钢工艺。研究发现：COMI炼钢工艺能有效控制转炉熔池温度,降低半钢和一倒钢液磷含量,同时可有效减少炉渣铁损,为转炉高效脱磷提供了一种新思路。     

转炉半钢冶炼脱磷技术研究

针对攀钢转炉半钢炼钢存在的成渣慢,脱磷率低,炉后回磷大的问题,通过对造渣工艺、供氧、复吹底部供气、终点控制等多方面技术的优化,提高了转炉脱磷率。生产实践表明,采用转炉单渣法冶炼平均脱磷率达到了90%以上,转炉终点磷可稳定控制在0.007%以下,炉后回磷在0.003%以下,满足了成品[P]≤0.010%的低磷钢的生产需求。     

200t顶底复吹转炉半钢冶炼深脱磷工艺实践

针对转炉终点钢水磷含量高且波动大的问题,对钢水深脱磷控制难点及影响脱磷的因素进行了分析,提出了采用"双渣高拉碳放渣"的深脱磷工艺路线;通过优化造渣制度、供氧和底吹气制度、枪位控制和终点控制等脱磷工艺,9炉34CrMo4钢的冶炼结果表明,钢水脱磷率达84.6%,终点渣-钢磷分配比L_p达到90.1,实现了转炉终点钢水[P]≤0.006%的稳定控制,并通过采用滑板挡渣及顶渣改制等减少回磷的技术措施,具备了批量生产磷含量小于0.010%的低磷钢种的能力。     

天铁热轧180t复吹转炉冶炼低磷钢水的研究

针对天津天铁冶金集团热轧板有限公司入炉铁水磷含量高、转炉生产低磷钢种偏多的现状,结合热轧转炉炼钢生产实际工艺和转炉钢水脱磷的机理,优化了转炉吹炼制度,造渣制度和温度制度等影响转炉脱磷的关键工艺参数,转炉冶炼终点磷含量控制在了合格范围内。     

转炉炼钢脱磷影响因素的分析

磷在钢中作为一种有害元素,必须在冶炼过程中将其去除。脱磷是转炉冶炼最重要的任务之一。低磷钢的冶炼对转炉冶炼工艺提出了更为严格的要求。在理论分析的基础之上,通过对实际生产中数据的汇总,分析了温度、炉渣碱度、碳含量炉渣氧化性、留渣操作及双渣操作等因素对转炉脱磷效果的影响,为提高天钢转炉的脱磷效果提供了参考。结果表明,保持相对较低的熔池温度、造高碱度的炉渣、保持一定的炉渣氧化性以及留渣和双渣操作等,都有利于脱磷反应的进行。     

攀钢半钢冶炼转炉脱磷工艺技术研究

针对攀钢半钢冶炼时辅料消耗大、终渣氧化性高且脱磷效果不佳的问题,通过对转炉脱磷理论以及冶炼过程脱磷规律的研究,确定了前期脱磷率偏低、中期返干是影响脱磷率的主要因素。通过对终渣岩相的进一步分析,确定了磷在渣中的主要富集相,解释了后期依靠提高炉渣氧化性和增加辅料消耗不能显著提高脱磷率的原因。通过采用"留渣加料"、含铝复合造渣剂造渣以及降低冶炼后期枪位等技术措施,转炉成渣时间由4. 3 min缩短到3. 2 min,返干比例由由56%显著降低到18%,在总渣料消耗平均减少5. 69 kg/t的情况下转炉冶炼全程脱磷率由79. 4%提高到84. 1%,终渣TFe质量分数平均降低2. 49%。通过对脱磷工艺参数的优化,在提高转炉脱磷效率的同时,降低了转炉冶炼成本。     

高碳钢82B转炉脱磷技术的研究

冶炼82B主要从入炉废钢、高碱度渣、双渣法、温度控制、高拉补吹法、挡渣出钢、避渣操作、钝化炉渣等方法控制钢中磷含量,本文主要通过论述影响转炉脱磷的各种因素,阐述82B冶炼过程脱磷的各个控制环节.     

260t转炉轻烧镁球冶炼脱磷生产实践

为了稳定控制260 t转炉采用轻烧镁球冶炼时的终点磷含量,分析了转炉出钢温度、终点氧值、炉渣碱度和返干时机等对脱磷效果的影响。结果表明,当转炉终点氧值大于0.04%、炉渣碱度为2.5~3.3、转炉出钢温度小于1 680℃、返干时间小于2 min时,转炉脱磷率较高且控制稳定。     

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。