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。     

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。     

转炉脱磷渣物相结构对脱磷的影响

通过采用热力学软件 Factsage 6.4、SEM、EDS、XRD,并结合红外和拉曼实验手段分析研究了一次倒渣和终点炉渣物相结构.结果表明：一倒渣和终渣的黏度均随着温度的升高而降低.温度相同时,一倒渣的黏度较高,但熔点低于终渣.低温时形成的液相较多,更有利于脱磷反应的进行.炉渣 Si、Ca、P 元素富集的区域,形成的矿相主要为2CaO?SiO2-3CaO?P2 O5固溶体相,对脱磷较为有利;而 Fe、Mn、Mg 和 O 元素富集的区域,形成的物相主要为铁氧化物和RO相,炉渣脱磷能力脱磷较差.红外和拉曼分析结果表明：一倒渣和终渣都形成SiO4四面体单元,一倒渣主要以Si-O-Si键为主,而终渣主要以P-O-P键为主.硅酸盐网状结构单元结构越多,对脱磷越有利.     

基于转炉CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系脱磷行为

 基于CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系,从热力学角度对渣钢界面的脱磷行为进行分析,归纳出磷分配比与钢液温度、碳质量分数以及炉渣成分间的表达式,并在此基础上绘制出了CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系的等磷分配比线,同时分析了转炉终渣氧化性、碱度以及温度对磷分配比的影响情况。研究结果表明,转炉吹炼过程磷分配比是钢液温度、碳质量分数和炉渣成分的函数,通过与实际生产数据进行验证,发现其与实际结果吻合良好。基于该预测公式,在其他条件不变情况下,随着炉渣FeO质量分数增加,磷分配比[LP]先增加后减小,当终渣FeO质量分数为18%左右时达到最大值;随着终渣碱度的增加,渣钢间磷分配比增加,当终渣超过4.0时,磷分配比增加不再明显。     

转炉气化脱磷炉渣留渣吹炼成渣路线理论分析

转炉渣作为炼钢工艺的副产品,具有极大的综合利用潜力,但磷元素富集限制了在炉内循环利用。基于溅渣护炉过程中进行熔渣气化脱磷操作,在实验室开展焦炭还原转炉渣气化脱磷热态试验。研究结果表明：留渣碱度在2.81～3.71时,气化脱磷渣的磷分配比随炉渣碱度的升高而增大;留渣的FeO质量分数在16%～28%时,随着FeO含量的增加,气化脱磷渣的磷分配比增大。气化脱磷渣具备一定的脱磷能力,在脱磷阶段的理论成渣路线应遵循高FeO含量,碱度先由高到低,然后缓慢增加,成渣过程中理论渣系控制在R=1.55～3.17,w(FeO)=28%～46%。采用该成渣路线进行生产实践,终点钢水磷质量分数降低了0.006百分点,钢铁料消耗降低了4 kg/t,渣料消耗降低了4.6 kg/t,既保证了高效脱磷,又降低了冶炼成本。     

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.     

转炉预脱磷与“全三脱”铁水少渣冶炼技术

 京唐公司炼钢系统铁水转炉预脱磷及“全三脱”铁水少渣冶炼工艺不断进行技术优化,脱磷转炉通过优化废钢尺寸、底吹枪数量和排布,半钢脱磷率可达到70%;铁水经过脱磷转炉脱硅、脱磷后,温度和磷质量分数更加稳定,为脱碳转炉少渣冶炼、自动化炼钢终点双命中率的提高提供了先决条件;脱碳转炉通过采用留渣操作、少渣冶炼技术、溅渣护炉技术后,自动化命中率达到90%以上,炉龄达到7 000炉以上;炼钢车间内渣钢、除尘灰、氧化铁皮等含铁物料实现了自循环消耗。采用“全三脱”铁水冶炼工艺,钢种质量进一步提高,超低磷与超低硫钢中（S＋P＋N）元素质量分数可稳定控制在0.009 5%以下。     

造渣制度影响转炉深脱磷实验研究

在中频感应炉上模拟转炉后期钢水条件进行实验,研究造渣制度对转炉双渣脱磷工艺后期深脱磷的影响.结果表明:碱度和渣量是影响深脱磷的两个主要因素;在钢水w(P)约0.022 %,炉渣w(FeO)=25.0 %～30.0 %时,使用碱度3.2～4.0,渣量6.2～8.4 kg/t的炉渣,可获得82 %以上的脱磷率及将钢水w(P)脱至0.003 0 %以下,最低可达0.000 5 %.     

转炉气化脱磷渣用于铁水脱磷及节能减排评估研究

目前在溅渣护炉过程中进行气化脱磷是一种有效的炉渣除磷技术。为保证转炉熔渣气化脱磷后循环利用的冶炼效果,在实验室进行了气化脱磷渣作为返料用于造渣脱磷的试验研究。研究结果表明,气化脱磷渣用于铁水脱磷时前期脱磷能力强,终点脱磷率低,其终点铁水脱磷率和脱磷速率分别为53.3%和0.16%/min;对比配制脱磷剂炉次可知,配制脱磷剂前期脱磷效果差,终点脱磷率高,其终点铁水脱磷率和脱磷速率分别为91.6%和0.32%/min。根据两者脱磷剂的脱磷优势采用混合配比铁水脱磷,当气化脱磷渣大比例用于铁水脱磷时出现回磷现象;当混合比例为1∶4时脱磷效果最好,终点脱磷率为64.4%。采用生命周期评价法对混合渣料比例为1∶4铁水脱磷进行CO₂减排评估,从系统边界的起点到终点预估吨钢可减排CO₂6.034～10.34 kg,吨钢可节省石灰成本1.8～3.0元。     

焦炭还原脱磷转炉熔渣的气化脱磷试验

为了解决脱磷转炉熔渣中磷含量过高而不能直接实现转炉内循环利用的问题,在实验室进行了焦炭还原脱磷转炉熔渣热态试验,系统研究了不同碳当量、温度、碱度、FeO质量分数、氮气流量对气化脱磷率的影响规律。研究结果表明,试验采用2倍碳当量气化脱磷效果较好,气化脱磷率随着温度的升高而逐渐增加,1 733K时气化脱磷率为68.6%;气化脱磷率随着碱度的降低而逐渐增加,当碱度控制为1.4时气化脱磷率可以达到45.6%;FeO质量分数在10%～30%范围变化时,气化脱磷率随着FeO质量分数的增加先升高后降低,FeO质量分数为25%时气化脱磷率最高可以达到43.5%。气化脱磷率随着氮气流量的增加先升高后降低,氮气流量为80L/h时,气化脱磷率为45.37%。由SEM分析结果可知,脱磷炉渣中的磷主要富集在硅钙富集区域,气化脱磷反应后微区内磷分布无特殊规律。     

转炉脱磷工艺的最新进展

转炉脱磷工艺利用了转炉容积大的特点,可以实现转炉前期快速高效低碱度脱磷.脱碳渣的循环利用降低了石灰等辅料消耗和渣量.在低温低碱度转炉脱磷的条件下,低温在热力学上有利于脱磷,但温度过低会使渣过于粘稠而影响动力学条件并使倒渣困难;适当提高碱度,脱磷效果较好.随着渣中氧化铁含量的上升,脱磷效果先上升后下降.转炉脱磷渣中固液两...     

国内外转炉脱磷炼钢工艺分析

介绍了国内外先进炼钢厂各自开发的大型转炉脱磷炼钢新工艺。对比分析了8家大型钢铁厂的转炉双联法技术经济指标及其生产实绩。转炉脱磷炼钢新工艺的操作方式主要有双联法和双渣法两种,双联法比传统方法工序简化,转炉内自由空间大,反应动力学条件优越,生产成本较低,通常铁水磷质量分数可脱至0.010%,适于大批量、经济地生产超低磷钢。     

The study of microstructure and phosphorus distribution in converter slag

An efficient slagging is a key process to improve the dephosphorization ability in converter operation. The microstructure analyses can provide the information of phosphorus distribution in various mineral phases to feature completely the dephosphorization process.Two kinds of converter slags were investigated in this study, including conventional slag with high basicity and dephosphorization slag with low basicity.The characteristics of high basicity converter slag have been reported widely.However,the ...     

超低碳钢LF-RH双联精炼工艺的开发

介绍了唐山国丰钢铁有限公司第一炼钢厂RH投产后超低碳钢的生产工艺开发情况。通过对不同的精炼工艺路线进行对比,使用优化的LF-RH精炼工艺,实现对钢水巾C、N等元素的稳定控制,满足多炉连浇的生产组织需要。     

复吹转炉低磷钢生产工艺的优化

在济钢条件下,采用常规的铁水脱硫加转炉双渣的冶炼工艺生产低磷钢,很难将成品w(P)稳定控制在0.010%以下。基于转炉双渣大渣量生产试验,采用回归分析研究了影响冶炼过程脱磷效率的主要因素,确定了最佳的双渣吹炼时间、过程温度和炉渣成分控制,大幅度提高了冶炼过程的脱磷效率。该工艺在9Ni、高级别管线(X90/X100)的生产中得到广泛应用,成品w(P)稳定控制在0.006%以下,最低达到了0.004%,实现了低磷钢的批量生产。     

转炉冶炼65钢生产实践

介绍了安钢100t转炉生产65钢的工艺技术及冶炼效果,分析了转炉生产中、高碳钢的技术要点及影响因素。通过采取相应的技术措施确保了产品质量。     

武钢CCPP起动变频器组成及起动工序

武汉钢铁（集团）公司CCPP（燃气-蒸汽联合循环发电）电厂配置两台燃气轮发电机,为提高运行效率,减小起动过程中对设备造成的冲击,都采用变频器进行起动。本文重点研究对起动变频器的选型和工艺要求,介绍在燃气轮机起动过程中起动变频器的工序要求,包括吹扫、盘车、正常起动、重起动、多台机组起动等过程,介绍起动变频器的整体结构和控制器组成,描述燃气轮机起动过程中起动变频器的实际运行工序,给出起动变频器运行过程中的输出实时曲线和特性。武钢CCPP电厂通过采用起动变频器起动发电机,提高了机组运行效率,实现了快速倒机操作,并减小了起动过程中对电网和设备的冲击,提高了电网的利用率。     

包钢转炉计算机过程控制的软件结构

介绍了包头钢铁公司转炉炼钢过程控制级的软件结构，详细地说明了应用软件、基础软件。     

小转炉"低铁耗、高冷料比"冶炼工艺的研究与实践

通过对小转炉"低铁水耗、高冷料比"冶炼工艺的研究,开发了"延迟提枪、后期低枪"的操作方式,操作中遵循"早化渣、低碱度、高MgO"的炉渣控制技术,以及"前期快速升温、过程升温平稳"的温度控制原则,解决了操作过程喷溅和终点生铁块不熔化的难题,保证了转炉操作的稳定顺行;为小转炉在高炉铁水不足的情况下提高钢产量提供了借鉴.     

180t顶底复吹转炉生产工艺优化与实践

山西太钢不锈钢股份有限公司第二炼钢厂180t顶底复吹转炉投产初期,存在消耗指标高、冶炼周期长等问题。通过优化吹氧工艺、造渣制度及转炉操作工艺,并采用炉型控制技术,使顶底复吹转炉冶炼终点碳氧积控制稳定、氧耗降低2．3m^3／t,提高底吹透气元件使用寿命,缩短冶炼周期2min,提高资源综合利用率。