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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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...     

转炉钢渣气化脱磷反应的热力学分析及试验

转炉渣在钢铁厂内部循环使用是最便捷的钢渣二次利用途径,但目前循环利用量甚少,主要是因为钢渣中磷元素含量较高,在烧结过程中难以去除,烧结矿中的磷又经过高炉冶炼几乎全部进入铁水,造成高炉内的磷富集现象,同时又会加重炼钢过程的脱磷负担.采用Factsage 6.2分别对不添加SiO2和添加SiO2条件下钢渣气化脱磷反应的开始温度进行了热力学计算,初步探明了气化脱磷反应的温度、压力条件;在微波加热条件下将纯试剂Ca3(PO4)2与C在1 100℃、103 Pa条件下进行气化脱磷试验,通过检测反应产物验证了气化脱磷反应的可能性;并将钢渣与焦粉在同样条件下进行气化脱磷试验,保温30 min,气化脱磷率达31％.研究结果探明了钢渣气化脱磷反应的热力学条件,为实现转炉渣在钢铁企业内部的循环利用提供了理论依据.     

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。     

转炉冶炼工艺过程中炉渣的岩相研究

不同转炉冶炼工艺对转炉渣的稳定性有较大影响,运用岩相检验的方法分析了不同转炉冶炼工艺和调整脱磷剂成分后转炉渣的岩相结构。通过比较常规工艺与新工艺的岩相结构,发现采用新工艺冶炼,岩相分布更加均匀,而且使用新型脱磷剂后高熔点相减少。转炉渣岩相分析结果为合理改进转炉冶炼工艺和改善转炉渣成分提供了科学依据。     

大型转炉优化造渣工艺提高脱磷的效果

 针对转炉冶炼存在的转炉前期化渣速度慢,冶炼终点钢水、炉渣氧化性高,终点磷含量控制不稳定等问题,利用炉渣熔化性测定、热力学平衡计算、炉渣矿相分析的方法研究了260 t转炉造渣、供氧工艺。结果表明,转炉初期渣熔化温度为1 330 ℃,不利于转炉前期化渣;终渣熔化温度为1 200 ℃,不利于转炉后期的炉衬维护;终点钢水磷含量与渣钢间磷平衡值差距较大,说明转炉吹炼终点动力学条件不足;炉渣中游离氧化钙含量较高,有部分未熔化的石灰。通过优化转炉渣料加入顺序和数量,强化转炉终点氧枪枪位控制、底吹搅拌等技术措施,可获得较高的转炉终点脱磷率和渣-钢间磷分配比,使终点渣-钢间磷含量更接近平衡;终点炉渣发育良好,游离氧化钙含量适中。     

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。     

Optimization of Low Phosphorus Steel Production With Double Slag Process in BOF

To produce the steel with phosphorus less than 0.007% (mass percent), the double slag process has been optimized in basic oxygen furnace (BOF). Dephosphorization and decarburization arc performed in sequence in the same converter. Deslagging is conducted twice, each at the end of dephosphorization and decarburization, by tilting the BOF. Production was tested in a 180 t BOF. Mass percent of phosphorus in steel at BOF blow end has been made to as low as 0.0042% after optimizing operational parameters. Factors affecting dephosphorization performance were studied. Before intermediate deslagging, dephosphorization is determined by the mass transfer of phosphorus from metal/slag interface to bulk slag phase rather than equilibrium thermodynamic conditions. After intermediate deslagging, dephosphorization is determined by the equilibrium thermodynamic conditions such as slag composition and temperature.     

复吹转炉低磷钢生产工艺的优化

在济钢条件下,采用常规的铁水脱硫加转炉双渣的冶炼工艺生产低磷钢,很难将成品w(P)稳定控制在0.010%以下。基于转炉双渣大渣量生产试验,采用回归分析研究了影响冶炼过程脱磷效率的主要因素,确定了最佳的双渣吹炼时间、过程温度和炉渣成分控制,大幅度提高了冶炼过程的脱磷效率。该工艺在9Ni、高级别管线(X90/X100)的生产中得到广泛应用,成品w(P)稳定控制在0.006%以下,最低达到了0.004%,实现了低磷钢的批量生产。     

转炉含磷钢渣循环利用技术的研究现状及展望

 为了实现转炉含磷钢渣高效循环利用,系统分析了转炉含磷钢渣的生产状况、组成成分、磷元素的来源和迁移富集机理、矿相结构以及脱磷技术的研究现状。并以此为基础,通过对转炉含磷钢渣循环利用技术的探讨总结,表明目前的钢渣循环利用技术存在着磷资源利用效率低和钢渣能量损耗大的缺点。因此,依据钢渣磷质量分数高低决定其利用方式并在循环利用环节尽可能降低钢渣能量损失是一种必然的趋势。基于前人的研究基础,进一步对实现低磷渣和高磷渣的高效循环利用进行了展望,从而为钢铁企业提高转炉含磷钢渣循环利用率和降低原料生产成本提供理论依据和技术参考。