鞍鋼轉(zhuǎn)爐雙渣深脫磷工藝研究與實(shí)踐

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1、鞍鋼轉(zhuǎn)爐雙渣深脫磷工藝研究與實(shí)踐隨著市場(chǎng)對(duì)高品種低磷鋼的要求日趨苛刻,轉(zhuǎn)爐承載的脫磷任務(wù)也日趨加重。因此,為實(shí)現(xiàn)低磷鋼的冶煉目標(biāo),必須充分利用轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中高氧化性氛圍、高堿度爐渣的熱力學(xué)條件及超音速氧氣射流攪拌的良好動(dòng)力學(xué)條件進(jìn)行深脫磷,同時(shí)在后續(xù)的精煉過(guò)程采取一切可以阻止或減輕回磷的技術(shù)。雖然頂吹轉(zhuǎn)爐單渣法脫磷技術(shù)在生產(chǎn)成本、冶煉周期、生產(chǎn)順行及勞動(dòng)強(qiáng)度等方面具有一定的優(yōu)勢(shì),但只能將磷脫到w([P])=100×10-6左右,因此為得到更低磷含量的鋼水,需要開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)爐雙渣或雙聯(lián)深脫磷技術(shù)。本文就100t頂吹和180t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐雙渣法深脫磷技術(shù)進(jìn)行工藝研究與實(shí)踐,并把部分結(jié)果移植到260t復(fù)吹轉(zhuǎn)

2、爐,以期對(duì)實(shí)際生產(chǎn)給出建設(shè)性指導(dǎo)?! ?、鐵水條件  鐵水中其他元素的存在會(huì)不同程度地影響脫磷效果。碳、硅會(huì)降低磷的溶解度,并提高它的活度系數(shù)f[P];錳會(huì)與磷形成磷化物,從而降低磷的活度,但硅、錳的存在會(huì)與磷爭(zhēng)奪氧,從而抑制磷的氧化,同時(shí)低溫條件也有利于脫磷;但從動(dòng)力學(xué)角度看,低溫又會(huì)增大渣的黏度,降低渣的流動(dòng)性,反而阻礙磷的脫除。因此,最有效的脫磷條件是在一個(gè)最佳的鐵水成分范圍及溫度范圍內(nèi)(1723~1773K)進(jìn)行。在實(shí)際脫磷操作過(guò)程中,現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)于以上諸多矛盾須加以綜合考慮,鐵水條件如表1所示??梢?jiàn),無(wú)論是成分還是溫度波動(dòng)范圍均較大,因此,必須通過(guò)優(yōu)化工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)低磷目標(biāo)?! ”?

3、:鐵水條件  項(xiàng)目  w([C])/%  w([Si])/%  w([Mn])/%  w([P])/%  w([S])/%  溫度/℃  平均  4.13  0.48  0.117  0.064  0.087  1303  最大  4.57  0.90  0.740  0.097  0.210  1379  最小  3.59  0.18  0.014  0.040  0.002  1203  注:鐵水條件呈正態(tài)分布?! ?、工藝控制  通過(guò)轉(zhuǎn)爐“雙渣法”脫磷生產(chǎn)試驗(yàn),總結(jié)并掌握供氧制度、造渣制度、溫度制度等對(duì)終點(diǎn)磷含量的影響,找到轉(zhuǎn)爐脫磷的主要影響因素,為制定低磷鋼冶煉工藝提供技術(shù)支持。吹煉

4、過(guò)程進(jìn)行第一次倒?fàn)t放渣(以下簡(jiǎn)稱一倒)和第二次倒?fàn)t放渣,以下對(duì)第一次倒?fàn)t放渣進(jìn)行研究?! ?.1一倒控制  關(guān)于脫磷的主要影響因素在大量的文獻(xiàn)中已有深入的討論及研究,本文僅針對(duì)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中工藝控制要點(diǎn)進(jìn)行分析研究?! ?.1.1鐵水w([Si])對(duì)脫磷率的影響  在保證堿度R的前提下(2.0<R<3.0),鐵水w[Si]對(duì)脫磷率沒(méi)有明顯影響。雖然在整個(gè)鐵水w([Si])范圍內(nèi),一倒脫磷率基本穩(wěn)定在60%左右,但從實(shí)際操作角度應(yīng)同時(shí)考慮化渣效果及脫磷渣量,鐵水w([Si])過(guò)低不利于化渣。鐵水w([Si])過(guò)高一是渣量過(guò)大,不利于氧槍控制,二是w([Si])過(guò)高與鐵水中[P]爭(zhēng)奪[O],降低脫磷

5、效率,因此應(yīng)控制鐵水0.30%≤w([Si])≤0.80%范圍比較適宜?! ?.1.2一倒溫度對(duì)脫磷率的影響  從熱力學(xué)分析脫磷反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此較低的溫度有利于脫磷反應(yīng)的進(jìn)行。如圖1所示,在t<1400℃范圍內(nèi),脫磷率隨著溫度的升高而降低;但當(dāng)t>1400℃時(shí),脫磷率隨著溫度的升高反而升高。造成這種現(xiàn)象的主要原因是在目前100t頂吹轉(zhuǎn)爐設(shè)備條件下,前期化渣只能依賴吹氧時(shí)間來(lái)保證,若吹氧時(shí)間不足,達(dá)不到理想的化渣效果,就無(wú)法保證脫磷反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件,反而不利于脫磷反應(yīng)的正常進(jìn)行??梢?jiàn),就具體設(shè)備條件而言,在t<1400℃時(shí),熱力學(xué)條件是脫磷的主要矛盾,但當(dāng)t>1400℃時(shí),脫磷的主要矛盾已

6、轉(zhuǎn)化為動(dòng)力學(xué)條件。而對(duì)于動(dòng)力學(xué)條件明顯改善的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐,180t和260t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐可將這一轉(zhuǎn)折溫度提前到1300~1350℃左右。在實(shí)際操作過(guò)程中應(yīng)極力避免或盡力縮短在熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)脫磷效果最差疊加區(qū)進(jìn)行脫磷作業(yè),即盡快避開(kāi)或縮短100t頂吹轉(zhuǎn)爐1400℃和復(fù)吹轉(zhuǎn)爐1300~1350℃區(qū)域進(jìn)行脫磷。    圖1:一倒脫磷率與溫度關(guān)系  2.1.3一倒供氧制度對(duì)脫磷率的影響  考慮到脫磷反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件,需要對(duì)一倒的吹氧時(shí)間進(jìn)行下槍-起渣-抬槍的分段分析,以確定和優(yōu)化一倒脫磷率與吹氧時(shí)間的最佳時(shí)機(jī)。從圖2可以看出,對(duì)于100t頂吹轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度為2.5m3/(t·min),起渣時(shí)間平均6min,此

7、時(shí)渣中的石灰才能夠充分熔化。雖然吹煉時(shí)間越長(zhǎng)脫磷率越高,但考慮整個(gè)生產(chǎn)節(jié)奏,控制吹氧時(shí)間在8~10min時(shí)第一次倒?fàn)t放渣,脫磷效率平均為60%。對(duì)于260t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐,由于化渣條件優(yōu)于純頂吹轉(zhuǎn)爐,因此在供氧強(qiáng)度2.5m3/(t·min)條件下,第一次倒?fàn)t放渣時(shí)間可提前1~2min,吹氧7~8min時(shí)w([P])可控制在0.015%左右?!   D2:100t頂吹轉(zhuǎn)爐一倒脫磷效果與操槍吹氧時(shí)間的關(guān)系  為在有限的

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