不同冶炼温度下转炉炉渣成分及性能的匹配研究

转炉冶炼过程中冶炼温度、炉渣成分与性能等均处于不断变化之中,研究各参数的变化及相互匹配对进一步优化冶炼工艺具有重要意义。基于2种典型成渣过程的生产数据和相关研究成果,对转炉冶炼过程中熔池温度、炉渣成分、炉渣熔点和黏度、磷容量和硫容量等的变化进行了梳理和比较,从热力学、动力学两方面对冶炼过程各参数的匹配状况进行了分析,探讨了其对脱磷、脱硫效果的影响。结果表明,铁质成渣路线在吹炼初期可实现与炉温的良好匹配,而钙质成渣路线冶炼前中期炉渣熔点高、流动性差。为改善炉渣脱磷能力,可选用铁质成渣路线并控制前期升温速度。     

复吹转炉最佳成渣路线的探讨

复吹转炉冶炼过程中不同的成渣路线直接影响着冶炼操作的稳定性、终点的命中率和炉衬的寿命。为此从炉渣碱度和炉渣氧化性两个方面讨论了复吹转炉冶炼低磷铁水和磷含量较高的铁水的成渣路线。结果表明,由于冶炼操作参数的不同,冶炼磷含量较高铁水的炉渣中的∑FeO含量和炉渣碱度比冶炼低磷铁水时高得多,并在此基础上提出了复吹转炉冶炼过程中的最佳成渣路线。     

大型复吹转炉造渣工艺工业试验

通过工业试验对迁钢210 t复吹转炉冶炼过程钢样成分、渣样成分和炉渣岩相进行分析,研究了两种造渣工艺(方案A和方案B)的成渣过程及脱磷状况。对比两种造渣工艺的工业试验效果表明高枪位的造渣工艺方案B优于方案A;转炉冶炼前期化渣速度快,冶炼前、中期脱磷率高12.6%;高熔点矿相少,炉渣流动性较好;成渣路线更加平稳;方案B较方案A石灰消耗少11.5 kg/t,Lp高5.42,转炉平均脱磷率高2.7%。     

转炉炼钢脱磷影响因素的分析

磷在钢中作为一种有害元素,必须在冶炼过程中将其去除。脱磷是转炉冶炼最重要的任务之一。低磷钢的冶炼对转炉冶炼工艺提出了更为严格的要求。在理论分析的基础之上,通过对实际生产中数据的汇总,分析了温度、炉渣碱度、碳含量炉渣氧化性、留渣操作及双渣操作等因素对转炉脱磷效果的影响,为提高天钢转炉的脱磷效果提供了参考。结果表明,保持相对较低的熔池温度、造高碱度的炉渣、保持一定的炉渣氧化性以及留渣和双渣操作等,都有利于脱磷反应的进行。     

转炉冶炼工艺过程中炉渣的岩相研究

不同转炉冶炼工艺对转炉渣的稳定性有较大影响,运用岩相检验的方法分析了不同转炉冶炼工艺和调整脱磷剂成分后转炉渣的岩相结构。通过比较常规工艺与新工艺的岩相结构,发现采用新工艺冶炼,岩相分布更加均匀,而且使用新型脱磷剂后高熔点相减少。转炉渣岩相分析结果为合理改进转炉冶炼工艺和改善转炉渣成分提供了科学依据。     

脱磷转炉内成渣路线的理论研究

以CaO-SiO2-FeO三元渣系为基，利用正规溶液模型计算了不同碱度、炉渣组分对于脱磷转炉内磷分配比和终点磷含量的影响规律；同时，采用Factsage软件计算了不同脱磷渣系的液相线温度，考察了添加不同炉渣组元对于渣系液相线温度的影响规律。综合理论计算结果，得到脱磷转炉适宜的成渣路线为铁质成渣路线，脱磷初渣成分为15%CaO-44%SiO2-41%FeO，中期渣成分为53%CaO-25.5%SiO2-21.5%FeO,后期固磷渣成分为63.6%CaO-30.3%SiO2-6.1%FeO。可为脱磷转炉的生产操作提供参考。     

转炉双联工艺过程高温脱碳成渣路线的理论研究

在转炉双联工艺半钢炼钢过程,为得到满足冶炼要求的炉渣,成渣路线的选择至关重要。本文借助相图计算软件Factsage和正规离子溶液模型,以CaO-FeO-MnO-SiO2-MgO-Al2O3-P2O5七元渣系作为脱碳炉渣系,对转炉双联工艺过程高温脱碳成渣路线进行了理论分析,得到以下结论:双联工艺脱碳炉内,其成渣路线应采取铁质成渣路线。为提高锰的回收率和满足脱碳炉渣返回脱磷炉利用的需求,对初渣和终渣组成范围提出要求:初渣成分在15%CaO-65%FeO-20%MnO附近;终点炉渣成分在40%CaO-35%FeO-25%MnO附近。     

复吹转炉成渣过程对脱磷的影响

复吹转炉成渣过程是指冶炼过程中炉渣的碱度、氧化性和温度等因素的变化,成渣过程决定炉渣脱磷的效果。炉渣脱磷效果受热力学和动力学条件的影响,化渣脱磷期以改善动力学条件为主,脱碳升温期以改善热力学条件为主。     

转炉冶炼汽车用钢脱磷工艺

为了减少RH吹氧升温对洁净度的影响,汽车用钢在转炉冶炼过程中终点温度往往更高,从而导致转炉冶炼过程脱磷困难。通过对渣钢间脱磷热力学和动力学的计算,分析了转炉"留渣+双渣"工艺条件下磷分配比与钢液成分、炉渣成分以及温度的关系;结合工业生产试验,通过改变倒渣时间以及调整炉渣成分并对转炉冶炼过程钢液、炉渣连续取样,研究了转炉"留渣+双渣"工艺条件下的脱磷变化规律并得出了快速脱磷的工艺条件:吹炼开始加入小块废钢和轻薄料快速增加炉渣FeO含量并控制钢液温度的升高,吹氧量达到40%时倒出高磷含量炉渣;吹氧量为40%~80%期间增加炉渣FeO含量,减少炉渣返干,防止钢液回磷;转炉终渣碱度控制在4.0左右,终渣TFe质量分数在18%~20%和尽量低的出钢温度。     

CaO-SiO2-FeO-Cr2O3-MgO-MnO渣系物相组成的热力学计算

摘要：在含铬铁水转炉冶炼过程中，Cr很容易被氧化成Cr2O3进入渣中，并与渣中其他成分反应生成高熔点含铬尖晶石。采用FactSage热力学软件计算了CaO-SiO2-FeO-Cr2O3-MgO-MnO转炉渣系在冶炼温度1300～1700℃下的物相组成，研究了Cr2O3、FeO和碱度对炉渣中尖晶石相含量的影响规律。研究结果表明，温度和渣系成分都会影响炉渣的物相组成。渣系中含有Cr2O3时，物相中均含有MgCr2O4、FeCr2O4和MgFe2O4尖晶石相，尖晶石相的总含量随着Cr2O3和碱度的增加而增加，随着炉温的升高而减少。温度为1300～1500℃时，炉渣中尖晶石含量随着FeO的增加而增加；温度为1500～1700℃时，尖晶石含量随着FeO的增加而略有减少。在温度小于1500℃的转炉冶炼前中期，炉渣物相组成中尖晶石相所占比例较大，易造成化渣不良或者炉渣粘稠，影响转炉冶炼工艺的顺行。     

复吹转炉“留渣 双渣”脱磷工艺试验

摘要：在国内某转炉钢厂采用“留渣 双渣”工艺技术进行脱磷工艺试验。结果表明：随着转炉前期脱磷率不断升高,终点脱磷率不断提高。铁水硅含量对前期脱磷率的影响最大。根据铁水成分,在冶炼前期适当降低供氧强度、降低气固氧比、加入适量石灰及烧结矿,均有利于前期脱磷率的提高。在一倒时每吨钢液加入4~8kg石灰,不影响出钢温度,可提高一倒-终点阶段脱磷率,同时可提高终点脱磷率。从终点的控制效果可知,终点炉渣碱度应保持不小于3.0,炉渣中FeO质量分数在16%~20%,并适当降低终点出钢温度在1610~1630℃,有利于终点脱磷率的提高。通过加强熔池搅拌,促进钢渣反应趋于平衡,有利于终点磷分配比提高,从而可进一步提高终点脱磷率。     

Experiment on dephosphorization process of “remaining slag double slag” in combined blown converter

The dephosphorization process test was carried out in a domestic converter steel plant by using the “remaining slag double slag” process technology. The results show that with the increasing of dephosphorization rate in early stage of converter, the end point dephosphorization rate increases continuously. The silicon content in molten iron has the greatest influence on the dephosphorization rate in early stage. According to the composition of molten iron, properly reducing the oxygen supply intensity, reducing the gas solid oxygen ratio，adding an appropriate amount of lime and sinter in early stage of smelting are conducive to the improvement of dephosphorization rate in early stage. Adding lime of 4-8kg per ton of molten steel in the first turn down stage does not affect the tapping temperature, which can improve the dephosphorization rate in the first turn down to end point stage and the end point dephosphorization rate at the same time. From the control effect of the end point, the alkalinity of the end point slag should not be less than 3.0, the mass fraction of FeO in the slag should be 16%-20%, and the end point tapping temperature should be appropriately reduced to 1610-1630℃, which is conducive to the improvement of the end point dephosphorization rate. By strengthening of the stirring of molten pool and promoting the balance of the steel slag reaction, it is conducive to improvement of the end point phosphorus distribution ratio, so as to further improve the end point dephosphorization rate.     

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。     

Slag Melting Characteristic of Slag Forming and Slag Splashing for BOF Less Slag Smelting

 The slag melting characteristic of slag forming and slag splashing for 300 t BOF less slag process is researched by combining the methods of the slag chemical composition, the melting point determination and the petrographic analysis. The results show that the melting point of final slag for less slag smelting is 20 ℃ lower than that for conventional smelting. According to results of the petrographic analysis, the C3S (3CaO·SiO2) and C2S (2CaO·SiO2) content for less slag smelting are lower than those for conventional smelting, while the RO (FeO, MgO, MnO, etc) phase and C4AF (4CaO·Al2O3·Fe2O3) phase are higher than those for conventional smelting. According to results of the chemical analysis, the (CaO) content and slag basicity for less slag smelting are higher than those for conventional smelting, while (FeO) and (MgO) content in slag for less slag smelting are almost equal to those for conventional smelting. The reason why slag melting point for less slag smelting is lower than that for conventional smelting is that the quantity of added fluorite for less slag smelting is more than that for conventional smelting. According to the analysis results the slag melting point is determined by the C3S, C2S, RO phase and C4AF content. According to the results of slag melting characteristic before and after slag splashing for less slag smelting, the present adjusting slag process has little effect. It is important to adjust the composition of BOF final slag. The (FeO) content in slag is to be reduced at the slag splashing and adjusting slag process for less slag smelting.     

涟钢90t顶底复吹转炉成渣路线

通过对涟钢90t顶底复吹转炉炉渣试验数据进行分析,结果表明：为了获得最佳的炉渣脱磷效果,炉渣碱度应控制在4.6左右,炉渣中w((FeO))控制在16%左右,炉温则控制在1680℃左右;通过对炉渣实际组成在CaO（MgO）-SiO2-FeO（MnO）伪三元相图中的变化途径与常见的转炉渣成渣路线进行比较发现,涟钢顶底复吹转炉冶炼造渣操作遵循的是ABC途径,即低氧化铁成渣路线,该路线主要适用于含磷、硫较低的生铁炼钢,通过分析讨论该成渣路线的利弊,提出一些优化该厂造渣工艺的建议。     

转炉冶炼低磷洁净钢的工艺开发和实践

 转炉具备冶炼低磷钢的生产能力,但生产超低磷9Ni钢,转炉脱磷工艺仍然是主要难点和研究重点。分析了钢水温度、炉渣碱度、FeO和渣量等对转炉脱磷的影响规律,并结合现场工装设备条件,对转炉双联法、三渣法、双渣法3种脱磷模式进行试验对比。双联脱磷工艺半钢温降大、单炉周期长、生产组织难度大,三渣法操作过程复杂、终点磷控制优势不明显。双渣法冶炼周期短,通过优化转炉脱磷工艺,实现了采用双渣法冶炼工艺生产超低磷钢,简化了超低磷钢转炉冶炼流程,提高了生产效率。研究了转炉脱磷主要工艺参数,分析得出采用脱碳氧枪喷头时,供氧流量按脱碳吹炼流量的83.5%控制,可达到良好的脱磷效果并减少铁水碳的烧损;脱磷期半钢碳含量不宜控制过低,半钢碳质量分数为3.0%～3.5%时能保证前期的脱磷效果和脱碳期的热量。脱磷期温度控制在1 300～1 350 ℃,脱磷率较高也有利于炉渣熔化。炉渣碱度为1.8～2.2时,可保证较高的脱磷率和化渣效果。一次倒渣量40%以上,脱碳期终点温度按1 590～1 610 ℃控制,终渣FeO质量分数不小于20%,终渣碱度大于6,转炉终点磷质量分数可降低到0.002%以下。采用下渣检测系统和滑板挡渣操作,严格控制下渣量,出钢采用磷含量低的合金,炉后钢水增磷可控制在小于0.000 5%。通过工业试验,实现了铸机成品磷质量分数小于0.002%。     

脱磷炉利用脱碳炉返回渣的试验

为了达到节能降耗的目的,脱磷炉采用回吃脱碳炉返回渣的工艺。主要研究了脱碳炉渣的熔化特性以及作为炉料在脱磷炉中的应用效果。结果表明,通过每炉次加入约3.5t的脱碳炉渣,可平均节约1.01t石灰,4.71kg/t钢铁料消耗,脱磷炉终点炉渣的岩相组成主要由硅酸二钙、RO相、玻璃相和少量的金属铁粒组成。加入返回渣后脱磷炉终点炉渣中硅酸二钙和铁酸二钙含量有所增加,玻璃相含量降低,炉渣碱度有所升高,脱磷炉终点钢水成分控制水平有所提高。由此表明,采用脱碳炉渣返回脱磷炉循环利用减少了石灰等原辅料和钢铁料消耗,同时达到了预期的脱磷效果。     

180t复吹转炉单渣法冶炼低磷钢SPHD工艺实践

通过研究宁钢180 t复吹转炉单渣深脱磷工艺,根据实际铁水条件,确定转炉吹炼制度、造渣制度、温度制度等方面影响转炉脱磷效果的关键工艺参数,并优化出钢模式,将转炉冶炼SPHD钢的出钢磷含量稳定控制在150×10-6以下。