转炉冶炼低磷钢的控制技术素材学习资料.ppt

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1、转炉冶炼低磷钢的控制技术素材/07:30:371概述磷是钢中有害杂质，容易在晶界偏析，造成钢材“冷脆”，显著降低钢材的低温冲击韧性。因此，一般钢种都要求尽量降低磷含量。钢材中的合格磷含量(质量分数)([P]≈0.03%)；高级优质钢中要求钢中磷含量([P]≤0.01%或0.005%）；低磷钢中磷含量([P]＜0.01%~0.02%)超低磷钢则要求磷含量([P]≤50×10-6）。/07:30:372低磷钢生产的热力学、动力学条件精炼过程中的脱磷反应,根据反应产物不同,分为：氧化脱磷：钢中的磷通过氧化反应以的形式进入炉

2、渣：1/2P2+3/2O2-+5/4O2=PO43-（1）还原脱磷：钢中的磷通过还原反应以P3-的形式进入炉渣：1/2P2+2/3O2-=P3-+3/4O2（2）/07:30:37氧分压的高低决定了脱磷产物的类别。下图给出1823K时41%CaO-Al2O3系炉渣，渣中磷浓度与气相氧分压的关系。1823K时，CaO-Al2O3渣系中磷浓度与氧分压的关系/07:30:37HealyGW研究了炼钢炉渣成分变化对炉渣脱磷能力的影响，对于炼钢过程，脱磷反应可以写为：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=Ca4P2O9（5）Δ

3、G15°=-204450+83.55T炉渣成分变化对渣-钢间磷分配系数的影响为：lg（%P）/[%P]=22350/T-16.0+0.08×(%CaO)+2.5×lg(%FeO)下图给出了不同碱性炉渣的脱磷能力。/07:30:37不同碱性炉渣的磷容量/07:30:37工业生产中，常用表现脱磷速度常数KP表示脱磷速度。如下图所示，随熔池搅拌能的增加，KP提高。搅拌能对脱磷速度常数的影响/07:30:37综合以上分析，脱磷的最佳热力学、动力学条件是：降低反应温度，1300℃低温有利于脱磷反应进行；提高钢水、炉渣的氧化性，

4、有利于脱磷反应；提高钢中磷的活度和增加渣量，有利于脱磷反应；适当的碱度；对熔池进行强力搅拌。/07:30:373铁水预处理脱磷3.1喷吹苏打粉处理下图是日本住友公司鹿岛厂开发的“住友碱精炼法”-SARP法也叫苏打精炼法。用氮气输送和喷吹烧结矿粉(喷入量为40kg/t铁水,最大供粉速度为400kg/min,最大吹氧量为50m3/min,脱硅量约为0.4%)--铁水硅含量可降到0.1%以下--真空吸渣器吸出脱硅渣--脱磷处理--喷入苏打粉(苏打粉用量为18kg/t铁水,最大供粉量为250kg/min,最大吹氧量为50m3

5、/min)--铁水[P]<0.01%,[S]<0.003%--真空吸渣器吸出脱磷渣--送至苏打回收车间(回收约80%的Na2O)--复吹转炉--RH处理--连铸/07:30:37住友碱精炼法的工艺流程/07:30:373.2喷吹石灰系溶剂处理下图是新日铁君津铁厂开发的最佳精炼法，简称ORP（OptimizingRefiningProcess）。该法于1982年9月投产，是使用石灰系熔剂进行铁水预处理的有代表性的方法。喷入的石灰熔剂的化学成分为：55%FeO，35%CaO，5%CaF2，5%CaCl2。喷入量为52kg

6、/t铁水，粒度为0.1mm，用N2为载气，流量为3-5m3/min，平均供粉速度为600kg/mim；处理温度为1350℃处理时间25min。/07:30:37ORP工艺流程/07:30:37研究者粉剂成分，%实验规模加入量，kg/t铁水脱磷率，%佐佐木等CaO35FeO35CaF25CaCl25290t混铁车5288河井等CaO38.5FetO42.3CaF219.2-50t,250t铁水包39氧气1.4m3/t90成田等CaO39FetO39CaF211Na2CO31115t实验炉35氧气9Nm3/t96.5殿村

7、等CaO30.5FetO62.2CaF24CaCl23.3100t铁水包4589某些石灰系粉剂的脱磷效果/07:30:373.3铁水预处理脱磷工艺铁水预处理工艺，从熔剂加入方式上分为2种：一种是喷粉法：用氮气或空气输送，用浸没喷枪将粉剂喷人熔池底部。另一种是底部吹气法：将熔剂加在铁水表面，炉底通过透气砖吹氮气搅拌。根据所用容器不同，脱磷工艺可分为2种：一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷罐车中进行脱磷。如日本新日铁ORP，住友的SARP预处理工艺。我国的太钢二炼钢厂20世纪80年代引进住友主体设备建成铁水罐喷吹三脱工艺。/0

8、7:30:37另一种是在转炉内进行铁水预处理。转炉内脱磷具有石灰消耗少，渣量少，脱磷效果好，复吹搅拌强，处理时间短，热损少以及锰回收率增高等优点，而且也解决了敞口罐和鱼雷罐车脱磷中的泡沫渣问题。神户制钢的H炉、住友金属的SRP、新日铁的LD-ORP，NKK福山少渣冶炼技术，新日铁的MURC法等都是采用的这种转炉内脱磷的预处理工艺。/07:30: