攀钢低磷钢生产实践

《攀钢低磷钢生产实践》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、冶金之家网站攀钢低磷钢生产实践张强，黄登华，李清春，杨森祥，李利刚(攀钢集团攀枝花钢钒有限公司提钒炼钢厂，四川攀枝花617000)摘要：攀钢集团攀枝花钢钒有限公司提钒炼钢厂采用单、双渣2种造渣制度进行低磷钢的生产，实际生产过程中以单渣法为主，结合单渣法低磷钢生产工业试验结果，通过对转炉终点钢水碳含量、温度等以及合金化过程增磷的控制，钢中ω(P)<0．008％比例达到97％以上；双渣工艺能够将钢中ω(P)能稳定控制在0．008％以下。关键词：低磷钢；照渣；双渣；脱磷近年来，随着用户对钢性能要求越来越严格，很多钢种都要求尽量降低

2、磷含量，大量优质钢要求ω(P)<0．015％，一些航空低温用钢管、镀锡板等要求钢中ω(P)低于0．010％[1]。国内先进企业如宝钢集团有限公司、武汉钢铁集团公司均具备大批量生产ω(P)≤0．015％、ω(P)≤0．010％钢种的能力，其转炉终点钢水达到ω(P)≤0．005％，控制钢包内回磷质量分数小于等于0．003％。用户对攀钢集团攀枝花钢钒有限公司(以下简称攀钢)提钒炼钢厂生产的产品要求不断提高，尤其以现阶段大批量生产的帘线钢、轴承钢、气瓶钢等为代表，其用户要求钢种ω(P)<0．010％，攀钢提钒炼钢厂采用半钢炼钢，提钒

3、后的半钢入转炉热源不足，且半钢ω(P)=(70～90)×10-6，转炉冶炼时间短，造渣较为困难，无铁水脱磷预处理设备；同时，受转炉终点温度高及出钢回磷的影响，大批量生产ω(P)≤0．010％成品较为困难。为满足市场要求，开发低磷钢的生产工艺，在无铁水预脱磷条件下，通过对现有工艺进行分析优化，攀钢提钒炼钢厂现阶段生产成品ω(P)≤0．010％的钢种年产量达到200万t以上。1脱磷热力学与动力学条件1．1脱磷的热力学条件对于炼钢过程，脱磷反应见式(1)，炉渣成分变化对渣—钢间磷分配系数的影响见式(2)2[P]＋5(FeO)＋4(

4、CaO)=Ca4P2O9＋5Fe△G①=-204450＋83．55T(1)lgLP=22350/T－16．0＋0．08(％CaO)＋2．51(％FeO)(2)由式(1)和式(2)可看出，炼钢过程如何使铁水磷与炉渣发生化学反应稳定生成磷酸钙是脱磷效率的关键。根据脱磷反应的热力学条件，要实现转炉深脱磷，即转炉脱磷率达90％以上，应通过建立合理的造渣工艺制度、供氧制度以及温度制度来实现。1．2脱磷的动力学在渣钢界面上：5(FeO)=5[Fe]＋5[O](3)在与渣相相邻的金属层中：2[P]5＋5[O]=(P2O5)(4)在金属相相

5、邻层的渣层中：(P2O5)＋4(CaO)=(4CaO·P2O5)(5)脱磷反应是在渣、钢间界面上进行的，脱磷过程化学反应速率很大，过程主要受渣、钢间的传质速率所控制[1]。影响转炉脱磷效果主要有终点温度、终渣碱度、终渣T．Fe含量、冶炼过程渣的状况、冶炼过程低吹强度等[2]，在实际生产中，通过控制枪位、造渣碱度、温度以及渣中T．Fe含量，达到脱磷的目的。2低磷钢生产工艺优化攀钢采用半钢炼钢，通常半钢中ω(C)=2．70％～3．80％、Si和Mn痕迹、ω(P)=0．030％～0．085％、ω冶金之家网站(S)=0．005％～0

6、．025％；入炉温度为1280～1360℃。因此，攀钢转炉造渣相比国内其它钢铁企业较为困难。攀钢转炉装入量为(135±5)t，供氧时间为12～15min，采用632型氧枪，马赫数为2．08，供氧流量为25000～30000m3／h，吹炼过程中底部气体吹氮流量为50m3／h，补吹过程中底部气体转换为氩气，吹氩流量为60m3／h，于2011年进行了39炉单渣脱磷工业试验，试验主要探讨转炉终点温度、终渣碱度、终渣T．Fe含量以及渣中MgO含量对脱磷的影响。2．1转炉终点温度对钢水含磷量的影响图1为转炉终点温度与钢水含磷量之间的关系

7、(N=11炉)。随着温度的升高，转炉终点钢水磷含量增加，这是因为脱磷反应是放热反应，温度升高不利于转炉脱磷。为保证深脱磷效果出钢温度控制在1660～1685℃。2．2转炉终渣碱度对脱磷的影响图2为转炉终渣碱度与LP之间的关系(N=9炉)。转炉终渣碱度与LP之间呈抛物线关系，当R=4．5时，LP是极大值，当转炉终渣碱度R≥5时，LP随终渣碱度的升高而出现降低趋势。理论研究指出，增加炉渣碱度导致炉渣的黏度增加，有时CaO颗粒不能完全熔入炉渣，导致炉渣的流动性减弱，从而影响脱磷反应在钢液与炉渣之间的界面进行而降低脱磷效率，因此，攀

8、钢生产低磷钢转炉终渣碱度应控制在4～5。2．3终渣T．Fe含量对脱磷的影响终渣T．Fe含量与LP之间呈抛物线关系(N=9炉)，随着渣中T．Fe含量的升高，LP增大(见图3)。但当ω(T．Fe)>26％时，生成了3CaO·Fe2O3，稀释了CaO的浓度，使LP变低。因此，当终渣ω(T．Fe)