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轉爐雙渣法冶煉低磷鋼生產(chǎn)工藝研究

文檔作者：翟冬雨文檔來源：新品研發(fā)中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月27日
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2014年第3期 南鋼科技與管理
試驗研究離
巍
轉爐雙渣法冶煉低磷鋼生產(chǎn)工藝研究
翟冬雨
(新品研發(fā)中心)
摘 要：簡要介紹了中厚板卷廠采用雙渣法生產(chǎn)低磷鋼的生產(chǎn)實踐，開發(fā)了F36一T銅等低磷銅的生產(chǎn)工藝。
通過理論分析，現(xiàn)場爐次實驗，生產(chǎn)過程監(jiān)督，嚴格執(zhí)行生產(chǎn)工藝制度，成功地找到了一條批量生產(chǎn)低磷品種銅
的方法。
關鍵詞：雙渣法冶煉生產(chǎn)工藝低磷鋼脫磷
Study on Production Process of Low Phosphorus Steel with Double-slag M ethod
Zhai Dongyu
f New product Development&amp;amp; Application Center)
Abstract：The paper introduces the technology of low phosphorus steel with double—slag method，The production process
of F36一T steel has been developed．A batch production method of low phosphorus steel can be found by analysis from
theory，experiment in furnace，monitoring in the course and strict implementation of production process．
Key words：double slag smelting；production process；low phosphorus steel；dephosphorization
前言 1
中厚板卷廠150t頂?shù)讖痛缔D爐，自2004年6月
份投產(chǎn)以來，鐵水中[P]含量一直高達0．11％ ～
0．13％ 。在生產(chǎn)冶煉F36一T等低[P]品種鋼的過程
中，石灰消耗大、鋼水過氧化比較嚴重，導致鋼水收
得率低，合金收得率不穩(wěn)定，冶煉成本波動較大。中
厚板卷廠技術人員依據(jù)鋼鐵冶煉脫磷的動力學與熱
力學條件進行分析，決定在轉爐吹煉進程的30％ ～
40％時，動力學與熱力學結合點最佳時期進行雙渣
法操作，達到前期脫磷的目的。通過理論分析、試驗
論證，成功地摸索出雙渣法冶煉低磷鋼的生產(chǎn)工藝
技術，并使冶煉周期控制在合理的時間內(nèi)，滿足了批
量生產(chǎn)低磷品種鋼的要求。
影響脫磷的主要因素
低溫條件下脫磷有熱力學的絕對優(yōu)勢，煉鋼采
取前期雙渣去磷效果最好。低溫的鐵水脫磷需要脫
磷渣具有合適的堿度，較高的氧化性，目前國內(nèi)外研
究及實踐表明，爐渣堿度R=2．0～2．5，TFe≥12％ ，
通常15％ 左右，可以獲得較好的脫磷效果。但受實
際脫磷動力學條件的限制，脫磷潛力不能完全發(fā)揮。
因此為充分發(fā)揮低溫脫磷的效果，要創(chuàng)造良好的脫
磷動力學條件，為此要求：① 爐渣有良好的流動性；
②增強底吹氣體的強度加強攪拌；③ 較長的低溫脫
磷時間。 。
結合生產(chǎn)實際，采用前期雙渣冶煉時，為保證前
期脫磷效果，前期溫度控制在1330～1380℃ ；控制
爐渣堿度在2．8～3．1范圍內(nèi)，且具有合適的終點溫
2 南鋼科技與管理 2014年第3期
度，冶煉低磷鋼種是沒有問題的；脫磷反應的關鍵是 及14102540爐次轉爐冶煉過程磷含量變化如圖1所
過程渣要化透和合適的(FeO)含量，而非片面追求
(加大石灰用量)高堿度；減少出鋼過程中或以后澆
注過程中的回磷。
2 雙渣法生產(chǎn)的試驗論證
2．1 轉爐前期脫磷試驗
F36一T等低磷的品種鋼合金十分貴重，并且含
量相當高，一旦冶煉失敗損失巨大。技術人員通過
示。渣成分變化如表1～表4所示。
0 12
0 1
O．o8
磷含量／％
0．06
0 04
0 02
O
．
1410253，
＼＼ 、 ＼ ＼ 一- 141 UZb 3
* l4l02540
《＼＼
＼ ＼ ＼
＼
L —
— ～ ===
鐵水4-5min 12—13rain 吹煉7096 TSC8(~ 終點人工取TSC終點
取樣時間
理論研究與現(xiàn)場生產(chǎn)反復實驗，證實了采用雙渣法 圖1 轉爐 臺煉過程鋼液中磷含量的變化
生產(chǎn)低磷鋼的可能性，對生產(chǎn)過程中鋼渣中磷含量
的分配、過程爐渣成份進行了系統(tǒng)的分析。
14102537爐次、14l02538爐次、14102539爐次
由圖1可見轉爐冶煉前期脫磷速度快，隨著冶
煉過程的進行，脫磷速度會逐步降低，因此，冶煉進
行到30％ ～40％ 時采取雙渣法生產(chǎn)最為合理。
表1 14102537爐次轉爐冶煉過程渣成分。％
2014年第3期 南鋼科技與管理 3
通過過程爐渣成份可以看出，當冶煉進行到
35％ 的時候，爐渣中氧化鈣的熔化程度最佳，爐渣中
的磷分配系數(shù)最佳，此時爐渣中氧化鐵的含量偏低，
爐渣的流動性較差，如果采取高槍位或低氧氣流量
則有利于提高爐渣中的氧化鐵含量，如果能把握好
這個時期的去磷效果，則采用高磷鐵水生產(chǎn)低磷鋼
的可能性存在。
2．2 雙渣法生產(chǎn)的討論論證
2．2．1 前期渣堿度對脫磷的影響
14102537、14102538、14102539爐次前期渣堿度
對鋼液脫磷的影響如圖2所示，隨渣堿度的增加，鋼
液中的磷含量基本是保持降低的趨勢。這是因為渣
中的(P O )能與(CaO)結合成穩(wěn)定的磷酸鈣，增加
(CaO)可以增大其活度a 。，降低P O 的活度系數(shù)
r ∞，使磷在渣鋼問的分配比L 提高。
0．O8
0．075
0 065
善o 06
0．055
0．05
0．045
0 04
＼
· ＼
＼ ·
＼
圖2 渣堿度對鋼液脫磷的影響
2．2．2 渣中(FeO)對脫磷的影響
14102537、14102538、14102539 爐次終渣中
(FeO)含量對最終磷含量的影響如圖3所示，隨渣中
(FeO)含量的升高，鋼液中的磷含量降低。
爐渣的氧化鐵含量越高，磷在渣鐵問的分配比
L 越大。因此，要提高磷在渣鋼間的分配比L ，即
提高熔渣的脫磷能力，必須提高熔渣(FeO)的活度。
另外，(FeO)含量高可以增加熔渣的流動性，對改善
脫磷的動力學條件也是有利的。但前期渣中的
(FeO)含量對脫磷影響不大。如14102537爐次及
14102538爐次，4—5 rain時，渣中的(FeO)含量分別
為15．27％ 及11．18％ ，鋼液中的磷含量從0．11％ 分
別降低至0．058％ 和0．054％ 。因此前期應主要強調(diào)
迅速化渣，提高爐渣堿度與氧化性。
0．018
0 016
0·014
喜㈨12
L
0 Ol
0．008
＼ ＼
＼ ＼
＼
＼ ＼
． ＼ ＼ ．
20 21 22 23
圖3 終渣中(FeO)含量對最終磷含量的影響
3 雙渣法生產(chǎn)的工藝研究
3．1 優(yōu)化入爐原料
轉爐入爐原料結構的改進是煉鋼工藝優(yōu)化的基
礎，入爐原料主要為：一是鋼鐵料結構，即鐵水和廢
鋼及廢鋼種類的合理配比；二是造渣料結構，即石
灰、白云石、鎂球、鐵礦石等的配比制度。中厚板卷
廠主要從改進造渣料結構入手，對轉爐煉鋼原輔料
進行合理搭配，科學使用，以達到最大程度穩(wěn)定工序
生產(chǎn)質量，降低物料消耗，增加生產(chǎn)能力的目的。為
此，針對原輔料的使用方法進行了詳細的規(guī)定。
3．1．1 活性石灰(見表5)
表5 活性石灰成份、物理性質要求
4 南鋼科技與管理 2014年第3期
3．1．2 鐵水(見表6)
表6 入爐鐵水成份要求，％
3．1．3 精煉渣( 表7)
表7 精煉渣化學成份要求，％
3．2 采用雙渣法強化前期脫磷
鐵水溫度>1330 oC，吹煉初期要適當采用高槍
位操作，并加入部分廢鋼，抑制爐溫的快速升高，有
利于石灰的溶解，延長冶煉在低溫區(qū)(1500 oC以下)
的運行時間。渣料第一批加入應為總渣料的3／4，在
開吹時加入，控制渣中的(FeO)，開吹同時加入部分
礦石，提高渣中的(FeO)含量，保證渣中的(FeO)含
量在15％ ～20％ 。氧氣流量控制在21000 m ／h，石
灰加入量為5000～6000 kg每爐，供氧量達~1J2600～
3000 ITI ，確保鋼水溫度處于低溫區(qū)(1500 c【=以下)，
此時提槍倒渣，達到前期有效去磷、硫的目的。如果
此時保證前期脫磷率能達到65％ ～70％ ，則后期脫
磷任務大大減輕，這對與冶煉低磷鋼和爐況的維護
是極其有利的。
3．3 雙渣法脫磷效果的技術分析
作為去磷的熱力學條件之一，同時也是影響石
灰熔化的重要因素，渣中氧化性對去磷起著決定性
的作用。對于轉爐操作，氧槍噴頭的結構、噴孔狀況
和槍位對渣中氧化性影響最大。渣中(FeO)在開吹
時最高，隨著吹煉的進行，在吹煉20％ 硅基本被反應
完后，隨著溫度升高和爐渣活性增加，脫碳速度逐漸
加快。前期通過降低氧氣流量可以促使石灰的快速
熔化，在合理的氧化性的條件下，保證好石灰的充分
反映才能保證前期達到充分脫磷的目的。從圖4、
圖5可以得到雙渣法提槍倒渣的時間依據(jù)。
圖4 渣中(FeO)隨吹煉時問變化圖
圖5 脫磷率與渣中FeO關系圖
當供氧量達到35％ ～40％ 的時候，此時渣中
(FeO)正處于15％ 附近，渣中磷含量最多，爐渣的脫
磷能力最強，此時提槍倒渣可以達到最大的去磷
效果。
4 結論
1)通過理論指導，現(xiàn)場進行生產(chǎn)試驗論證，共采
用l5爐次的雙渣實驗，終點[P]含量全部小于等于
0．008％ ，成功證實了雙渣法冶煉低磷品種鋼的可操
作性。
2)通過生產(chǎn)過程監(jiān)督，嚴格執(zhí)行生產(chǎn)工藝制度，
技術人員在鐵水磷高的不利條件下，成功地找到了
一條批量生產(chǎn)低磷品種鋼的方法，提高了企業(yè)的整
體競爭力，取得了較好的經(jīng)濟效益。

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