80 t顶吹转炉双渣冶炼工艺实践

2013-07-10午亿土姜卓豪孟义春

山西冶金 2013年4期

午亿土,姜卓豪,孟义春

（1.太原理工大学材料科学与工程学院，山西太原， 030024；2.首钢长治钢铁有限公司炼钢厂技术科,山西长治， 046031）

转炉在传统炼钢工艺流程中不仅仅具有脱碳、升温、初步合金化的作用，而且也是最为理想的脱磷反应器。随着用户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［1］。因此，如何提高钢水质量，生产出高附加值、低成本的优质钢材，是每个炼钢工作者面临的一个重要课题［2］。本文就首钢长治钢铁有限公司（以下简称长钢）80 t顶吹转炉双渣法深脱磷技术进行工艺与实践探究。

1 铁水条件

铁水中硅、碳会降低磷的溶解度，但提高它的活度系数；锰会与磷形成磷化物，降低磷的活度，但硅、锰的存在会抑制磷的氧化。从热力学角度看，低温条件也有利于脱磷；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进行。在实际脱磷操作过程中，操作人员需综合考虑，长钢入炉铁水条件见表1。

表1 铁水条件

2 工艺控制

在铁水条件一定的前提下，要实现深脱磷目标必须优化吹炼制度，合理控制过程参数，把握倒炉时机等。吹炼过程进行第一次倒炉放渣和终点倒炉放渣（以下简称一倒、终点）。

2.1 一倒控制

关于转炉脱磷的主要影响因素在文献［3-6］中已有深入的研究，针对长钢生产实际中工艺控制要点进行分析研究。

2.1.1 铁水硅对脱磷的影响

入炉铁水硅含量对脱磷过程没有直接影响，但在冶炼过程中铁水硅的氧化产物对炉渣的性质有影响。如铁水中含硅量过高，影响炉渣碱度不利于脱磷，且硅高增加渣量易引起喷溅。在生产中发现入炉铁水w（Si）大于0.60%，易发生渣溢，严重时出现喷溅。如铁水中含硅量过低，影响升温速率和化渣效果。因此，铁水硅含量控制在0.30%≤w（Si）≤0.70%较为合适。

2.1.2 一倒温度对脱磷的影响

从热力学角度分析脱磷是放热反应，因此低温有利于脱磷反应的进行。如下页图1所示（图中半钢温度系数为：半钢温度），在T＜1 400℃时，脱磷效率是随着温度的升高而降低，符合低温去磷理论；当T＞1 420℃时，脱磷效率是随着温度的升高而升高。从生产实际来看，当T＜1 330℃时，渣钢分离不良，造成倒渣不易。可见，在目前条件下，为了保证脱磷效果，同时满足成渣温度需求，一倒温度需控制在（1 370±20）℃，符合长钢吹炼前期去磷要求。

2.1.3 碱度对脱磷的影响

吹炼前期碱度平均为2.39。如下页图2所示，一倒炉渣碱度R 为2.1时，炉渣w（P2O5）为2.75%，R为2.80时，炉渣w（P2O5）达最大3.3%。因此炉渣碱度控制在2.0＜R＜3.0之间，脱磷效率较高。随着碱度的升高势必要增加石灰用量，在供氧时间、渣中w（TFe）一定的前提下，石灰溶解受到影响。R 大于2.5时，前期渣钢分离不良，倒渣量较少。综合考虑一倒炉渣R 控制在2.0～2.2较为合适。

图1 渣中w（P2O5）和温度的关系图

图2 渣中w（P2O5）和碱度的关系图

2.1.4 渣中TFe对脱磷的影响

渣中w（TFe）平均12.96%。如图3所示，渣中w（TFe）%控制在13%～15%时，脱磷效果最佳。渣中TFe含量低，不仅炉渣容易返干，而且有效碱度也难以提高。提高开吹枪位可以提高w（TFe），但减弱了吹炼前期熔池的搅拌，同样不能有效提高吹炼前期脱磷,所以开吹枪位较单渣冶炼提高100～200 mm即满足要求。