鞍钢转炉双渣深脱磷工艺研究与实践

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1、鞍钢转炉双渣深脱磷工艺研究与实践随着市场对高品种低磷钢的要求日趋苛刻，转炉承载的脱磷任务也日趋加重。因此，为实现低磷钢的冶炼目标，必须充分利用转炉吹炼过程中高氧化性氛围、高碱度炉渣的热力学条件及超音速氧气射流搅拌的良好动力学条件进行深脱磷，同时在后续的精炼过程采取一切可以阻止或减轻回磷的技术。虽然顶吹转炉单渣法脱磷技术在生产成本、冶炼周期、生产顺行及劳动强度等方面具有一定的优势，但只能将磷脱到w（[P]）＝100×10-6左右，因此为得到更低磷含量的钢水，需要开发转炉双渣或双联深脱磷技术。本文就100t顶吹和180t复吹转炉双渣法深脱磷技术进行工艺研究与实践，并把部分结果移植到260t复吹转

2、炉，以期对实际生产给出建设性指导。　　1、铁水条件　　铁水中其他元素的存在会不同程度地影响脱磷效果。碳、硅会降低磷的溶解度，并提高它的活度系数f[P]；锰会与磷形成磷化物，从而降低磷的活度，但硅、锰的存在会与磷争夺氧，从而抑制磷的氧化，同时低温条件也有利于脱磷；但从动力学角度看，低温又会增大渣的黏度，降低渣的流动性，反而阻碍磷的脱除。因此，最有效的脱磷条件是在一个最佳的铁水成分范围及温度范围内（1723～1773K）进行。在实际脱磷操作过程中，现场操作人员对于以上诸多矛盾须加以综合考虑，铁水条件如表1所示。可见，无论是成分还是温度波动范围均较大，因此，必须通过优化工艺来实现低磷目标。　　表1

3、：铁水条件　　项目　　w（[C]）/%　　w（[Si]）/%　　w（[Mn]）/%　　w（[P]）/%　　w（[S]）/%　　温度/℃　　平均　　4.13　　0.48　　0.117　　0.064　　0.087　　1303　　最大　　4.57　　0.90　　0.740　　0.097　　0.210　　1379　　最小　　3.59　　0.18　　0.014　　0.040　　0.002　　1203　　注：铁水条件呈正态分布。　　2、工艺控制　　通过转炉“双渣法”脱磷生产试验，总结并掌握供氧制度、造渣制度、温度制度等对终点磷含量的影响，找到转炉脱磷的主要影响因素，为制定低磷钢冶炼工艺提供技术支持。吹炼

4、过程进行第一次倒炉放渣（以下简称一倒）和第二次倒炉放渣，以下对第一次倒炉放渣进行研究。　　2.1一倒控制　　关于脱磷的主要影响因素在大量的文献中已有深入的讨论及研究，本文仅针对现实生产中工艺控制要点进行分析研究。　　2.1.1铁水w（[Si]）对脱磷率的影响　　在保证碱度R的前提下（2.0＜R＜3.0），铁水w[Si]对脱磷率没有明显影响。虽然在整个铁水w（[Si]）范围内，一倒脱磷率基本稳定在60%左右，但从实际操作角度应同时考虑化渣效果及脱磷渣量，铁水w（[Si]）过低不利于化渣。铁水w（[Si]）过高一是渣量过大，不利于氧枪控制，二是w（[Si]）过高与铁水中[P]争夺[O]，降低脱磷

5、效率，因此应控制铁水0.30%≤w（[Si]）≤0.80%范围比较适宜。　　2.1.2一倒温度对脱磷率的影响　　从热力学分析脱磷反应是放热反应，因此较低的温度有利于脱磷反应的进行。如图1所示，在t＜1400℃范围内，脱磷率随着温度的升高而降低；但当t＞1400℃时，脱磷率随着温度的升高反而升高。造成这种现象的主要原因是在目前100t顶吹转炉设备条件下，前期化渣只能依赖吹氧时间来保证，若吹氧时间不足，达不到理想的化渣效果，就无法保证脱磷反应的动力学条件，反而不利于脱磷反应的正常进行。可见，就具体设备条件而言，在t＜1400℃时，热力学条件是脱磷的主要矛盾，但当t＞1400℃时，脱磷的主要矛盾已

6、转化为动力学条件。而对于动力学条件明显改善的复吹转炉，180t和260t复吹转炉可将这一转折温度提前到1300～1350℃左右。在实际操作过程中应极力避免或尽力缩短在热力学和动力学脱磷效果最差叠加区进行脱磷作业，即尽快避开或缩短100t顶吹转炉1400℃和复吹转炉1300～1350℃区域进行脱磷。　　　　图1：一倒脱磷率与温度关系　　2.1.3一倒供氧制度对脱磷率的影响　　考虑到脱磷反应的动力学条件，需要对一倒的吹氧时间进行下枪-起渣-抬枪的分段分析，以确定和优化一倒脱磷率与吹氧时间的最佳时机。从图2可以看出，对于100t顶吹转炉供氧强度为2.5m3/（t·min），起渣时间平均6min，此

7、时渣中的石灰才能够充分熔化。虽然吹炼时间越长脱磷率越高，但考虑整个生产节奏，控制吹氧时间在8～10min时第一次倒炉放渣，脱磷效率平均为60%。对于260t复吹转炉，由于化渣条件优于纯顶吹转炉，因此在供氧强度2.5m3/（t·min）条件下，第一次倒炉放渣时间可提前1～2min，吹氧7～8min时w（[P]）可控制在0.015%左右。　　　　图2：100t顶吹转炉一倒脱磷效果与操枪吹氧时间的关系　　为在有限的