含铬镍铁水脱磷保铬的机理与试验

 为了解决铬镍生铁因磷质量分数高用做不锈钢原料受限的问题,开展了关于含铬镍铁水脱磷保铬的理论计算和工业试验研究。采用竖炉工艺回收不锈钢粉尘,冶炼出的含铬镍铁水磷质量分数高,导致铁水利用量受限。通过计算铬、镍、铁氧化物还原热力学条件和磷、铬、碳氧化的临界氧势,提出了采用碱性CaO渣系、控制炉渣氧势和出铁温度实现脱磷保铬的措施。在理论计算基础上,进行了竖炉冶炼含铬镍铁水的脱磷保铬工业试验。试验共冶炼出含铬镍铁水32 t,当炉渣碱度为1.15、炉渣[w(FeO)]为4.98%、出铁温度为1 673～1 684 K时,脱磷率可达36%以上,铁水中磷质量分数可降至0.023%,铬收得率为88%以上,本研究达到了脱磷保铬的目的,并且解决了含铬镍铁水磷质量分数高的问题。     

脱磷炉冶炼工艺研究与技术指标分析

阐述了脱磷炉相关工艺研究以及与常规转炉冶炼时的主要技术指标对比情况。主要工艺有少渣高效冶炼工艺、底吹系统优化,底吹深脱磷工艺、底吹可视化工艺,转炉终点静止脱碳工艺。技术指标对比分析结果显示：脱磷炉终点平均磷含量为O．014％,常规转炉终点平均磷含量为0．019％,脱磷炉脱磷效果明显;脱磷炉石灰消耗控制在41．45kg／t,常规转炉石灰消耗控制在53．27kg／t;脱磷炉终点渣中平均TFe含量为11．73％,常规转炉终点渣中平均TFe含量为14．38％,脱磷炉金属收得率高;脱磷炉平均终点钢水残锰0．102％,常规转炉平均出钢残锰0．075％,脱磷炉合金消耗少;脱磷炉平均喷溅渣量为3．93kg／t,常规转炉平均喷溅渣量为13．23kg／t,脱磷炉过程控制平稳,金属损耗少;脱磷炉冶炼钢水终点碳氧积为0．002129,常规转炉冶炼钢水终点平均碳氧积为0．002659。脱磷炉控制水平较好。     

复吹转炉深脱磷技术在国内的应用与进展

国内钢厂采用复吹转炉深脱磷主要工艺有单渣法(冶炼低碳钢)、单炉新双渣法、两炉双联法.采用的前期脱磷工艺参数是:适当降低供氧强度、大幅度提高底吹供气强度、适当延长脱磷期时间、熔池温度控制在磷、碳氧化反应转化温度之下、控制适当的炉渣碱度和T.Fe含量,复吹转炉的脱磷效果明显.冶炼低碳钢时,终点钢水w(P)可控制到0.004 8 ％～0.008 0％,冶炼中、高碳钢时,终点钢水w(P)可控制到0.01％的水平,达到深脱磷的目的.     

提高55 t转炉双渣法脱磷率试验

唐钢公司二钢轧厂利用55 t顶底复吹转炉研究了双渣操作对脱磷效果的影响。试验结果表明,采用双渣法可以将脱磷率由单渣法的87.8%提高到92.6%,终点钢水磷含量低至0.008 1%;采用双渣法留渣冶炼有利于提高前期炉渣中FeO含量和碱度,从而有利于脱磷,可将脱磷率提高到95.2%,终点钢水磷含量降低至0.005 5%。脱磷率随着吹氧时间和供氧量的增加而升高,增加总吹氧时间或者总供氧量有利于改善化渣效果。另外,增加总吹氧时间或者总供氧量也延长了脱磷时间,最终提高了脱磷效果。     

150 t转炉高马赫数氧枪的开发

针对河钢唐钢一钢轧厂150 t转炉炉型特点和冶炼工艺情况,对原有氧枪喷头参数进行了优化设计。将氧枪喷头马赫数由1.97提高到2.15时,相应喷孔数、喷孔夹角、工况压力、喉口和出口直径以及扩张段长度等都做了适当调整。生产实践表明,高马赫数氧枪的使用可增加转炉供氧强度,优化转炉内动力学反应条件,使纯吹氧冶炼时间平均缩短106 s,脱磷率提高3.6%,终渣w(TFe)量降低1.7%,铁水消耗降低24 kg/t,不仅有利于转炉提高废钢比,还可提高金属收得率。     

不锈钢喷粉吹氧法铁水脱磷工艺

为了满足生产超低磷钢的预脱磷要求,对不锈钢铁水脱磷工艺进行介绍。在45 t钢包中进行石灰喷粉+吹氧的工业试验,结果表明,在铁水脱硅期达到预期效果(铁水w([Si])≤0.1%)后,铁水脱磷期可实现平均脱磷率大于88%。根据试验数据,分别回归出脱硅期和脱磷期的脱磷率、磷分配比的计算公式。通过添加萤石能够获得较好的铁水脱磷效果,随着铁水硅含量变化,铁水温度、吨钢耗氧量、石灰消耗量、炉渣碱度的增加,铁水的脱磷率明显增加。炉渣w((TFe))的增加对铁水脱磷率的影响不显著。研究认为,目前采用的石灰喷粉+吹氧冶炼进行铁水脱磷处理是行之有效的不锈钢铁水脱磷方法。     

复吹转炉冶炼低磷钢工艺

探讨了复吹转炉采用常规冶炼工艺和脱磷预处理直炼工艺冶炼低磷钢的工艺条件.A、B两厂采用常规冶炼工艺,当炉渣w(T.Fe)=16 %～24 %,炉渣碱度为3.5时,要稳定冶炼w(P)＜0.01 %的低磷钢时,终点w(C)应控制在0.05 %以下.C、D两厂采用脱磷预处理直炼工艺,当一次倒炉w(C)<0.10 %时,钢水w(P)能控制在0.01 %以下.预处理直炼工艺脱磷、脱碳期的关键是控制总渣量和半钢磷含量,为使在冶炼低磷钢w(P)<0.01 %的同时吨钢总渣量控制在90 kg以内,当脱磷期倒渣率达到40 %～50 %时,半钢w(P)最高应控制在0.026 %～0.037 %.     

120 t 转炉强化冶炼技术的应用

炼钢厂新建的120 t顶底复吹转炉,通过采用TBM底吹深脱磷技术和新型6孔大流量氧枪,与80 t转炉比较,加快了熔池内钢-渣反应速度,使转炉钢-渣反应更趋于平衡,一倒脱磷率平均提高48.9%,供氧时间平均缩短3.5 min,冶炼周期平均降低5 min;转炉终点(FeO)降低2.93%;钢铁料消耗平均降低1 kg/t。     

鞍钢2号高炉富氧大喷吹冶炼试验

本文总结分析了鞍钢2号高炉富氧大量喷吹煤粉的工业性冶炼试验,结果表明:①鼓风含氧达到28.95％,喷吹煤量170.02kg/t,炉况基本稳定顺行。鼓风含氧每增加1％,增产2～3％;焦比降低0.5％;煤粉喷吹量增加12～13kg/t;煤焦置换比达0.8以上;煤气热值升高2.6％;②生铁质量有所提高,吨铁成本降低1～3元;③基本上找出其冶炼规律及对高炉设备原燃料、出渣出铁的要求。     

攀钢转炉双渣法脱磷的试验研究

 为满足用户对钢中磷含量的要求,攀钢采用“双渣法”转炉脱磷工艺开展脱磷试验,并根据生产条件和转炉工艺特点考察转炉脱磷专用氧枪的实际使用效果。试验中,转炉工艺冶炼前期低温脱磷,后期脱碳升温,吹炼前期采用低供氧强度脱磷喷枪,倒渣时切换为常规吹炼喷枪。在吹炼脱磷前期结束扒渣后,熔池中的w(［P］)下降至0040%以下,脱磷率为47.9%。在试验终点钢水中的w(［P］)均在0.010%以下,波动范围在0.006%~0.010%,w(［P］)的平均值是0.0081%。终点脱磷率波动范围是84.4%~92%,平均值是88.3%。     

环保型高磷铁水预处理脱磷剂的试验研究

为开发高效环保的高磷铁水预脱磷剂,利用FactsageTM软件绘制了Fe3O4-CaO-B2O3和Fe3O4-CaO-K2O三元相图,根据相图确定出B2O3系和K2O系脱磷剂成分的质量分数,然后在实验室进行脱磷试验,并与以CaF2为助熔剂的高磷铁水预脱磷试验结果进行了比较。结果表明:B2O3能够完全替代CaF2作为助熔剂进行高磷铁水的脱磷预处理,控制w(P)<0.1%,此时w(B2O3)/w(CaO)=0.16,用此种脱磷剂进行脱磷时,化渣良好且不产生泡沫渣,脱磷率也最高。而K2O系脱磷剂的脱磷效果较差。     

中磷铁水同时脱磷脱硫实验室研究

针对w([P])在0.33%~0.44%的中磷铁水,在1 350℃条件下采用喷吹法对同时脱磷脱硫渣系进行了优化试验。结果表明:CaO过剩系数、氧化剂过剩系数和w(CaF_2)/w(CaO)对脱磷的影响不大,但对脱硫影响显著。综合考虑脱磷率、脱硫率和渣量,最佳渣剂组成为CaO过剩系数45%,氧化剂过剩系数15%,w(CaF_2)/w(CaO)为0.5;用B_2O_3代替CaF_2,须将w(B_2O_3)/w(CaO)控制在0.20以上。     

转炉生产低磷钢的脱磷反应热力学

 为实现磷质量分数小于0.010%的低磷钢批量生产,系统研究了转炉脱磷反应热力学。分析了影响转炉渣-金间磷分配比LP的主要因素,研究了P2O5活度系数和脱磷反应氧分压的定量确定方式,以及碳、磷选择性氧化问题。研究结果表明：LP主要受氧分压、P2O5活度系数和温度的影响;P2O5活度系数采用修正的柯热乌罗夫规则离子溶液模型计算较为准确;脱磷反应氧分压受炉渣氧分压控制,炉渣氧分压主要取决于钢中碳含量、炉渣碱度和温度。对传统复吹转炉生产磷质量分数小于0.010%低磷钢的工艺条件是：终渣碱度w(CaO)/w(SiO2)≥3.0,终渣w(MgO)≤9.0%,终点碳w(［C］)≤0.065%,终点温度控制在1873～1923K范围。     

低碳铝镇静钢转炉炼钢低温脱磷工艺

摘要：对转炉脱磷进行热力学与动力学分析,介绍了低碳铝镇静钢转炉低温脱磷生产工艺,对该生产工艺过程参数进行了统计分析,并对过程炉渣进行了SEM、EDS、XRD分析。结果表明：通过降低平均出钢温度至1617℃,碱度控制在2.4~3.0,TFe质量分数控制在12%~15%,转炉后期脱磷效率大大加强,冶炼后期调渣后TSC阶段渣钢磷分配比在50~120之间,TSO阶段磷分配比在100~300之间。转炉终点炉渣中固磷矿相主要是15CaO·6SiO2·P2O5,其中P2O5主要集中在块状2CaO·SiO2~3CaO·SiO2相中,而针状FeMgMn的氧化物相中基本没有P2O5,冶炼后期通过适当延长低枪位 大氧气流量冶炼时间来回收渣中部分铁,对脱磷影响不大。     

CaO—Fe2O3—CaF2铁水预处理脱磷熔剂的研究

在实验室小型实验炉内进行了铁水预处理脱磷的实验研究,渣的主要组元为CaO-Fe2O3-CaF2,研究了铁液中原始硅含量对脱磷率的影响。同时实验研究添加Na2CO3、BaO和助熔剂CaCl2对脱磷率的影响。     

环保型高磷铁水预脱磷渣的脱磷性能研究

实验室条件下采用间接测量法,测定了CaF2系和B2O3系脱磷渣的磷分配.即首先测量磷在液态渣和固态铁间的分配比,再通过计算得到磷在液态渣和铁水之间分配比,同时根据渣系成分和光学碱度计算了磷容量.同时采用了扫描电镜、能谱分析与X射线衍射分析技术对脱磷渣进行了研究.实验结果表明,B2O3系预脱磷渣的磷容量远大于CaF2系预脱磷渣的磷容量,因此可以用B2O3全部替代CaF2作为助熔剂进行高磷铁水的预脱磷处理,2种渣系的磷分配均随渣中有效CaO含量的升高而升高.用B2O3作为助熔剂时,B2O3能与渣中高熔点物质2CaO·SiO2和3CaO·P2O5反应生成低熔点物质,从而起到助熔的作用.且w(B2O3)/w(CaO)比值为0.16时,磷分配比为最高值,即该渣脱磷能力最强.     

首秦公司100 t转炉深脱磷的实践

在分析脱磷机理及炉渣物相的基础上,以首秦公司100t转炉脱磷生产为例,研究了转炉双联脱磷、脱磷脱碳枪脱磷、转炉冶炼加出钢脱磷、三渣法脱磷等几种工艺的转炉深脱磷能力。实践表明:转炉冶炼加出钢脱磷工艺脱磷率最高,达到97.5%,脱磷后w(P)能达到0.002%;三渣法脱磷符合生产条件,在铁水w(P)达到0.150%的条件下,脱磷率达到96.7%,能有效降低冶炼成本。     

高磷生铁脱磷试验

 在实验室高温箱式炉的条件下,以CaO-Fe2O3-CaF2为主要的渣系,对脱磷剂的配比、加入量、熔化温度、碱度进行试验研究。试验结果表明,温度为1450℃的条件下,w（CaO）/w（Fe2O3）= 2.5,碱度为2.5,脱磷剂加入量为12%,并加入一定量的助熔剂,从而使生铁磷质量分数由原来的1.02%降低到0.47%。最后,调整脱磷剂的用量,得出脱磷剂的最佳配比。     

氧化钙类杂质对铁水脱磷的影响分析

摘要：除尘灰制备炼钢脱磷剂极具实用价值,但其所含CaO类杂质却会影响脱磷。1400℃条件下,参考Fe2O3-CaO-CaCl2系脱磷剂,分别利用不同摩尔比的Ca(OH)2、CaCO3替换脱磷剂中的CaO,对磷质量分数为0.3%的铁水进行了脱磷试验。同时,分别利用CaO、Ca(OH)2、CaCO3作为固定剂,研究了各自的铁水脱磷特征。此外,参考Fe2O3-CaO-SiO2-CaCl2系脱磷剂,分别利用CaO/SiO2混合物、CaSiO3作为脱磷剂初始组分,研究了二者的脱磷差异。结果表明：当Ca(OH)2以任意摩尔比替换脱磷剂中的CaO时,替换比对脱磷率的影响并不明显;但当使用CaCO3进行替换时,脱磷率会在替换比超过约05后显著下降。而相对于CaO,当以Ca(OH)2、CaCO3作为固定剂时,脱磷速率能在初期获得明显提高,但在后期相对下降。此外,相对于CaO/SiO2混合物,当以CaSiO3作为脱磷剂初始组分时,脱磷速率在前期和后期均能获得明显提高。