150 t转炉双渣深脱磷工艺研究与实践

2015-03-08田云生郭永谦李志广徐刚

河南冶金 2015年5期

关键词：熔渣碱度钢水

田云生　郭永谦　李志广　徐刚

(安阳钢铁股份有限公司)

联系人：田云生，助理工程师，河南.安阳(455004)，安阳钢铁股份有限公司第二炼轧厂技术质量科；　收稿日期：2015—7—15

150 t转炉双渣深脱磷工艺研究与实践

田云生郭永谦李志广徐刚

(安阳钢铁股份有限公司)

联系人：田云生，助理工程师，河南.安阳(455004)，安阳钢铁股份有限公司第二炼轧厂技术质量科；收稿日期：2015—7—15

摘要通过对150 t转炉双渣深脱磷的生产试验，分析了一倒、二倒工艺控制对脱磷的影响，结果表明控制倒炉温度、熔渣碱度、渣中ω(FeO)、半钢磷含量等可提高脱磷率，生产试验结果表明转炉终点钢水磷含量平均为0.006%，成品磷含量平均控制在0.008%。

关键词双渣法转炉脱磷

STUDY AND PRACTICE ON DOUBLE-SLAG STEELMAKING PROCESS FOR DEPHOSPHORIZATION IN 150 T CONVERTER

Tian YunshengGuo YongqianLi ZhiguangXu Gang

(Anyang Iron and Steel Co. Ltd.)

ABSTRACTThrough the industrial trials in double-slag steelmaking process for dephosphorization in150 t top and bottom blowing converter, the influences of the control of first and second turning-down process on dephosphorization are analyzed. The results show that the dephosphorization rate can be improved by furnace temperature control, slag basicity, slag in w (FeO), semi steel phosphorus content, the average content of P in molten steel in the ending of converter process is 0.006%, the average content of P in finished steel products could be controlled about 0.008%.

KEYWORDSdouble-slag processconverterdephosphorization.

0前言

一般情况下，磷是钢中有害元素。通常，磷能降低钢的韧性，使钢产生“冷脆”，在低温下，磷越高，钢的冲击韧性降低就越大[1-2]。随着工业的发展，用户对钢铁原材料的要求越来越高，如一些航空、原子能、耐腐蚀管线用钢要求P含量低于0.005%，因此转炉的脱磷任务也日趋加重。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0.010%左右。而转炉双渣法脱磷技术是相对于单渣法而发展的，即在转炉吹炼过程中进行一次倒炉放渣(简称一倒)，然后再投入新料造新渣，吹炼结束前再进行第二次倒炉放渣(简称二倒)[3]。本文即针对某钢厂150 t顶底复吹转炉的双渣法深脱磷工艺进行研究与实践。

1转炉设备与铁水条件

该厂共有3座公称容量150 t的顶底复吹转炉，采用五孔拉瓦尔氧枪喷头，配备副枪测温取样系统，设定供氧强度为3.8 m3/(min·t)，平均冶炼周期35 min。

铁水条件见表1。

表1　铁水条件

由表1可知，铁水成分及温度波动范围较大，对后期转炉冶炼稳定性可能产生一定影响，须优化工艺参数以实现低磷目标。

2深脱磷工艺控制

2.1一倒工艺控制

2.1.1一倒温度对脱磷率的影响

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。在温度T<1400 ℃时，脱磷率随着温度的升高而降低；但当温度T≥1400 ℃时，脱磷率随着温度的升高反而升高。这种现象的主要原因是在目前150 t顶吹转炉设备条件下，前期化渣只能依赖供氧情况来保证，若供氧状况不佳。达不到理想的升温和化渣效果，就无法保证脱磷反应的热力学条件，因而不利于脱磷反应的正常进行。可见，在温度T<1400 ℃时，热力学条件是脱磷的主要矛盾。但当温度T≥1400 ℃时，脱磷的主要矛盾为动力学条件。150 t转炉的操作实践表明，一倒温度应控制在1350 ℃～1400 ℃之间。

2.1.2一倒吹氧时间对脱磷率的影响

综合考虑脱磷反应的动力学和热力学条件、整个生产节奏等，在Si、Mn氧化期即将结束，C、O反应开始前，快速倒出一半以上的炉渣，即在吹氧5 min左右进行第一次倒炉放渣，脱磷效果好，平均为60%，最高达80%。

2.1.3一倒熔渣碱度对脱磷率的影响

一倒熔渣碱度对脱磷率的影响见图1。

图1　半钢碱度对脱磷率的影响

从图1可以看出，半钢熔渣碱度R控制在0.9～2.5，脱磷率平均达到50%以上，最高达到70%。碱度R增加，石灰消耗增加，由于未预热的石灰块大量加入，使初始形成的液态炉渣冷却，在石灰表面形成一层炉渣的冷凝外壳，而这层渣壳加热并熔化是需要一定时间；同时若生成高熔点的固态化合物硅酸二钙，包围在石灰块的周围，积聚成一定厚度的致密壳层，阻止已形成的渣中氧化铁继续向石灰内部的渗透，降低石灰块溶解的速度。这些因素均不利于前期尽快化渣，导致脱磷率反而下降，因此，半钢熔渣碱度R应该控制在1.5～2.0较为合理。

2.1.4一倒渣中ω(FeO)对脱磷率的影响

渣中高ω(FeO)有利于脱磷，如图2所示。半钢渣中ω(FeO)控制在11%～19%时，一倒脱磷率平均在50%以上，同时在半钢吹炼后期，采用低枪位强搅拌方式，也可以提高脱磷动力学条件，因此，应提高熔渣ω(FeO)≥15%。