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1、冶金之家網(wǎng)站攀鋼低磷鋼生產實踐張強，黃登華，李清春，楊森祥，李利剛(攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司提釩煉鋼廠，四川攀枝花617000)摘要：攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司提釩煉鋼廠采用單、雙渣2種造渣制度進行低磷鋼的生產，實際生產過程中以單渣法為主，結合單渣法低磷鋼生產工業(yè)試驗結果，通過對轉爐終點鋼水碳含量、溫度等以及合金化過程增磷的控制，鋼中ω(P)<0．008％比例達到97％以上；雙渣工藝能夠將鋼中ω(P)能穩(wěn)定控制在0．008％以下。關鍵詞：低磷鋼；照渣；雙渣；脫磷近年來，隨著用戶對鋼性能要求越來越嚴格，很多鋼種都要求盡量降低
2、磷含量，大量優(yōu)質鋼要求ω(P)<0．015％，一些航空低溫用鋼管、鍍錫板等要求鋼中ω(P)低于0．010％[1]。國內先進企業(yè)如寶鋼集團有限公司、武漢鋼鐵集團公司均具備大批量生產ω(P)≤0．015％、ω(P)≤0．010％鋼種的能力，其轉爐終點鋼水達到ω(P)≤0．005％，控制鋼包內回磷質量分數(shù)小于等于0．003％。用戶對攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司(以下簡稱攀鋼)提釩煉鋼廠生產的產品要求不斷提高，尤其以現(xiàn)階段大批量生產的簾線鋼、軸承鋼、氣瓶鋼等為代表，其用戶要求鋼種ω(P)<0．010％，攀鋼提釩煉鋼廠采用半鋼煉鋼，提釩
3、后的半鋼入轉爐熱源不足，且半鋼ω(P)=(70～90)×10-6，轉爐冶煉時間短，造渣較為困難，無鐵水脫磷預處理設備；同時，受轉爐終點溫度高及出鋼回磷的影響，大批量生產ω(P)≤0．010％成品較為困難。為滿足市場要求，開發(fā)低磷鋼的生產工藝，在無鐵水預脫磷條件下，通過對現(xiàn)有工藝進行分析優(yōu)化，攀鋼提釩煉鋼廠現(xiàn)階段生產成品ω(P)≤0．010％的鋼種年產量達到200萬t以上。1脫磷熱力學與動力學條件1．1脫磷的熱力學條件對于煉鋼過程，脫磷反應見式(1)，爐渣成分變化對渣—鋼間磷分配系數(shù)的影響見式(2)2[P]＋5(FeO)＋4(
4、CaO)=Ca4P2O9＋5Fe△G①=-204450＋83．55T(1)lgLP=22350/T－16．0＋0．08(％CaO)＋2．51(％FeO)(2)由式(1)和式(2)可看出，煉鋼過程如何使鐵水磷與爐渣發(fā)生化學反應穩(wěn)定生成磷酸鈣是脫磷效率的關鍵。根據(jù)脫磷反應的熱力學條件，要實現(xiàn)轉爐深脫磷，即轉爐脫磷率達90％以上，應通過建立合理的造渣工藝制度、供氧制度以及溫度制度來實現(xiàn)。1．2脫磷的動力學在渣鋼界面上：5(FeO)=5[Fe]＋5[O](3)在與渣相相鄰的金屬層中：2[P]5＋5[O]=(P2O5)(4)在金屬相相
5、鄰層的渣層中：(P2O5)＋4(CaO)=(4CaO·P2O5)(5)脫磷反應是在渣、鋼間界面上進行的，脫磷過程化學反應速率很大，過程主要受渣、鋼間的傳質速率所控制[1]。影響轉爐脫磷效果主要有終點溫度、終渣堿度、終渣T．Fe含量、冶煉過程渣的狀況、冶煉過程低吹強度等[2]，在實際生產中，通過控制槍位、造渣堿度、溫度以及渣中T．Fe含量，達到脫磷的目的。2低磷鋼生產工藝優(yōu)化攀鋼采用半鋼煉鋼，通常半鋼中ω(C)=2．70％～3．80％、Si和Mn痕跡、ω(P)=0．030％～0．085％、ω冶金之家網(wǎng)站(S)=0．005％～0
6、．025％；入爐溫度為1280～1360℃。因此，攀鋼轉爐造渣相比國內其它鋼鐵企業(yè)較為困難。攀鋼轉爐裝入量為(135±5)t，供氧時間為12～15min，采用632型氧槍，馬赫數(shù)為2．08，供氧流量為25000～30000m3／h，吹煉過程中底部氣體吹氮流量為50m3／h，補吹過程中底部氣體轉換為氬氣，吹氬流量為60m3／h，于2011年進行了39爐單渣脫磷工業(yè)試驗，試驗主要探討轉爐終點溫度、終渣堿度、終渣T．Fe含量以及渣中MgO含量對脫磷的影響。2．1轉爐終點溫度對鋼水含磷量的影響圖1為轉爐終點溫度與鋼水含磷量之間的關系
7、(N=11爐)。隨著溫度的升高，轉爐終點鋼水磷含量增加，這是因為脫磷反應是放熱反應，溫度升高不利于轉爐脫磷。為保證深脫磷效果出鋼溫度控制在1660～1685℃。2．2轉爐終渣堿度對脫磷的影響圖2為轉爐終渣堿度與LP之間的關系(N=9爐)。轉爐終渣堿度與LP之間呈拋物線關系，當R=4．5時，LP是極大值，當轉爐終渣堿度R≥5時，LP隨終渣堿度的升高而出現(xiàn)降低趨勢。理論研究指出，增加爐渣堿度導致爐渣的黏度增加，有時CaO顆粒不能完全熔入爐渣，導致爐渣的流動性減弱，從而影響脫磷反應在鋼液與爐渣之間的界面進行而降低脫磷效率，因此，攀
8、鋼生產低磷鋼轉爐終渣堿度應控制在4～5。2．3終渣T．Fe含量對脫磷的影響終渣T．Fe含量與LP之間呈拋物線關系(N=9爐)，隨著渣中T．Fe含量的升高，LP增大(見圖3)。但當ω(T．Fe)>26％時，生成了3CaO·Fe2O3，稀釋了CaO的濃度，使LP變低。因此，當終渣ω(T．Fe)
