复吹转炉双渣吹炼脱磷试验.doc

《复吹转炉双渣吹炼脱磷试验.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、冶金之家网站复吹转炉双渣吹炼脱磷试验廖鹏，侯泽旺，秦哲，张兴中，仇圣桃(钢铁研究总院连铸技术国家工程研究中心，先进钢铁流程及材料国家重点实验室，北京100081)摘要：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。

2、关键词：复吹转炉；脱磷率；磷分配比；炉渣成分磷对于绝大多数钢种来说是有害元素，磷偏聚在晶界上会降低钢的低温韧性和引起回火脆性，磷还降低钢的力学性能、可焊性、抗裂纹性、不锈钢的抗腐蚀性[1]。目前，由于世界各国国防、交通、石油和汽车等行业的发展和技术的进步，对钢铁材料的使用性能要求越来越苛刻，对钢中磷含量提出更高要求。一些低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢(用作长期野外作业的重轨，天然气、石油输送管道以及石油精炼设备等)要求w(P)小于0.01%或0.005%[2]。顶底复吹转炉冶炼技术是提高产品质量、扩大品种、降低成本

3、、减少喷溅和提高炼钢生产能力的重要手段之一[3]。其中，复吹转炉双渣吹炼脱磷法是在铁水预处理过程中，利用复吹转炉吹炼前期低温的有利条件实现充分脱磷，半钢倒掉40%～60%脱磷渣后进行少渣吹炼，并出钢留脱碳渣作为下一炉前期脱磷渣，以提高脱磷效果。这样在不增加冶炼设备的条件下，不仅使转炉热效率提高，而且降低生产成本，提高生产效率[4]。本文根据新钢(低温保碳出钢)现场试验结果，通过计算脱磷率和磷在渣/钢间分配比，研究它们与温度、炉渣组成、半钢w(C)/w(P)比值的关系，确定了复吹转炉脱磷期控制温度范围，以及前期脱磷和后

4、期脱碳过程相关的工艺参数。1研究方法及试验结果1.1研究方法在新钢120t顶底复吹转炉上，采用复吹转炉双渣吹炼脱磷法进行试验。造渣料主要包括石灰、烧结矿、白云石。前期氧枪供氧流量为15000～18000m3/h，工作氧压0.80～1.05MPa，相对枪位1.50～1.90m；中后期氧枪供氧流量为20000～23000m3/h，工作氧压0.80～1.05MPa，相对枪位1.40～1.70m；底吹供气流量140～160m3/h，底吹供气压力1.00～1.10MPa。原料铁水的化学成分(质量分数)及平均温度见表1，废钢比约

5、为15%。1.2试验结果试验总共20炉，表2列出了其中5炉半钢及终点钢、渣成分和脱磷效果，以及20炉试验的相应平均值。由平均值可知，脱磷期脱磷率49.83%，磷分配比为17.60；脱碳期脱磷率85.71%，磷分配比为154.05；整个转炉炼钢过程平均总脱磷率92.57%。冶金之家网站2分析与讨论2.1温度对脱磷效果的影响图1和图2分别表示半钢和冶炼终点温度对脱磷效果的影响。由图1可知，随温度升高，半钢脱磷率和磷分配比先增大后减小。其中，最大脱磷率为68.50%，对应温度1421℃，磷分配比最大为39.17，对应温度1

6、432℃。由图2可知，随温度升高，终点脱磷率逐渐减小，磷分配比先增大后减小。其中，磷分配比最大为346.38，对应温度1590℃。冶金之家网站为了获得较好的脱磷效果，半钢温度应该控制在1400～1440℃较为合理，终点温度控制在1580～1600℃较为合理。而李建新等[4]通过理论计算，得出当半钢温度小于1320℃时，ΔG<0，转炉熔池中[P]优先于[C]氧化，认为此时可以在[C]大量氧化前，并且温度没有升高的时候，倒炉排脱磷渣时机最好。导致理论计算和新钢现场试验结果的差异的原因是：脱磷是强放热反应，升高温度脱磷，平

7、衡常数KP值减少，会使磷分配比降低，对磷从金属向炉渣的转移不利；但炉内铁水温度还要满足渣料熔化的要求，低温难于获得碱度高、流动性好的均匀渣，温度升高降低了炉渣的黏度，加速了石灰的熔解，从而有利于磷从金属向炉渣的转移。炼钢过程是一个复杂的综合过程，温度过低不仅对脱碳段的升温和终点温度控制不利，而且影响脱磷期碱度和脱磷动力学条件的提高。因此，现场实际脱磷要选择一个比理论计算值偏高的、合适的温度范围，同时保证熔池温度平稳上升。由此可见，冶炼初期要根据铁水温度采用不同的操作制度。铁水温度低，要采用低枪位操作以提高熔池温度，加

8、速石灰的熔解，迅速形成初期渣，充分利用前期炉渣(FeOn)高、炉温低的优势，快速脱磷。若铁水温度过高，冶炼初期要适当采用高枪位操作，并加入部分矿石，抑制炉温的快速升高，同时也有利于石灰的溶解，延长冶炼在低温区(1400～1440℃)的运行时间。前期脱磷后，倒掉40%～60%高SiO2、高P2O5的炉渣，在中后期脱碳阶段，造高碱度炉渣，以保持前期