京唐公司转炉双联冶炼工艺及技术指标

阐述了京唐公司转炉双联工艺及其优势,重点就转炉双联法与常规冶炼主要技术指标进行了对比分析,分析结果显示：采用转炉双联冶炼法时脱磷率为92.86%,采用常规冶炼法转炉脱磷率为88.4%,转炉双联工艺脱磷效果明显。脱磷炉终渣中平均TFe含量是8.27%,脱碳炉终渣中平均TFe含量是18.92%,常规转炉终渣中平均TFe含量是18.98%,转炉双联冶炼过程不仅铁损低,而且金属料消耗少。辅原料消耗上转炉双联法白灰和轻烧白云石的用量比传统冶炼法分别减少9.7 g/t钢、9.3 g/t钢。转炉双联法和常规冶炼法终点钢水平均碳氧积分别为0.0023和0.0024,控制水平较好。     

转炉铁水预处理脱磷的基础理论分析

通过对转炉铁水预处理脱磷过程中选择性氧化的热力学和动力学分析,并结合首钢京唐公司300 t脱磷转炉的生产数据,研究熔池中铁、硅、锰、碳、磷的氧化过程,讨论影响磷在渣铁间分配比以及脱磷速率的主要因素.研究表明,将转炉铁水预处理温度控制在较低范围内（1 300～1 350 ℃）,选择具有合适碱度（1.7～2.5）和成渣快的造渣工艺,并结合高的底吹搅拌强度（≥0.2 Nm3/(t·min)）,这是实现脱磷保碳、提高脱磷速率、加快生产节奏的有效途径.     

BaO-CaO基精炼渣对含铬铁水的氧化脱磷

在氩气保护气氛的MoSi2炉内,进行了BaO-CaO基精炼渣对不同初始碳含量的含铬铁水氧化脱磷实验研究.实验结果发现,含铬铁水的初始碳质量分数在3%-4%时,脱磷效果最好,在1 500℃时,脱磷率可达60%以上;氧化脱磷温度对脱磷率影响显著,随着温度的升高,脱磷率显著下降,脱磷温度宜控制在1 500-1 550℃;含铬铁水几乎没有铬损,初始碳含量较高的炉次出现了增铬现象.     

低碱度脱磷渣在转炉少渣冶炼中的作用

以SGRS工艺为基础,研究了低碱度脱磷渣在转炉少渣冶炼中的作用.根据少渣冶炼物料平衡原理,脱磷阶段结束炉渣碱度控制越低,相当于转炉回收利用的Ca O量越多,能够实现的钢液去Si量也越多.同时实验结果表明,随着脱磷渣碱度的降低,炉渣的熔化性能逐渐改善,带来脱磷阶段结束转炉倒渣量不断增加以及脱磷渣金属铁含量不断降低的有益效果.当脱磷渣碱度在1.2~1.8范围时,脱磷渣半球点温度基本控制在1 380℃以内,脱磷渣中的游离Ca O质量分数控制在0.7%左右的较低水平,同时转炉脱磷阶段结束转炉倒渣量基本可控制在8 t(210 t转炉)或5 t(100 t转炉)以上.     

高磷铁水预脱硅试验研究

试验研究了反应温度、氧化剂用量、脱硅渣碱度和铁水初始硅含量对高磷铁水预脱硅效果的影响.结果表明,铁水硅含量在加入脱硅剂后5 min内迅速降低;低温有利于脱硅,在反应温度为1 350 ℃时,铁水脱硅率达到94.32%;增加氧化剂用量,不仅能提高铁水脱硅率,还能提高铁水脱磷率;将脱硅渣碱度控制在0.6～0.8,既能提高铁水脱硅率,又能抑制锰的氧化,还可以改善脱硅渣的流动性、减少泡沫渣;铁水初始硅含量较高时,其脱硅率虽然得到提高,但终点硅含量也较高,且渣量大幅度增加.     

转炉利用石灰石造渣炼钢的试验研究

基于对石灰石分解机理的分析,研究了炼钢过程中利用石灰石代替石灰进行造渣时炉内富余热量的变化,发现当采用全部石灰进行冶炼时,铁水加入比(质量分数)可达到86.1%左右,随着石灰石加入量的增加,废钢比降低,吨钢富余热量减少,石灰加入量降低.若全部采用石灰石进行造渣,铁水比最高可达到97.0%.在此基础上,利用60 t转炉研究了炼钢过程采用石灰石完全代替石灰进行造渣炼钢的冶金效果.实验发现：与采用石灰造渣炼钢相比,当采用石灰石进行造渣炼钢时,吹炼至4 min时的炉渣TFe质量分数为21.87%,碱度为1.22;随着吹炼时间增加,炉渣TFe含量降低,碱度上升至3.0以上.炼钢过程脱磷更加稳定且脱磷率提高了2.6%;平均终渣碱度为3.52,能满足冶炼的脱磷要求;渣量大幅度降低,从而降低了钢铁料消耗;吹炼时间略有延长,终点熔池温度基本保持不变.研究结果为调整炉料结构、降低生产成本提供了新的方法和思路.     

复吹转炉多功能法脱磷工艺

在不新增设备的前提下,通过优化转炉冶炼工艺,使用复吹转炉多功能法进行铁水脱磷,提高转炉脱磷率.根据现有转炉设备条件,通过热力学计算确定转炉前期脱磷温度范围,并在现场实验中掌握好倒渣时机、渣碱度、加料量和出钢温度,确定最佳脱磷工艺.分析实验结果,与常规冶炼相比,该脱磷工艺用原料量少,脱磷率稳定,且高达90%以上,在提高钢水质量的同时也降低了生产成本.     

转炉冶炼 CaO-SiO2-FeO 渣系中磷的行为

回归推导出渣系中磷酸盐容量对数与炉渣光学碱度和温度的关系表达式,通过回归公式绘制出 CaO-SiO2-FeO(10% MgO)渣系的等磷酸盐容量图,分析了转炉终渣、终点成分及温度对钢中磷含量的影响情况.当熔渣磷酸盐容量一定时,随着转炉终点碳含量降低,渣/钢间磷分配比增加;相同终点碳含量时,随着熔渣磷酸盐容量增加,渣/钢间磷分配比增加;转炉终点碳质量分数控制在0.03%～0.04%,炉渣碱度大于3.5,渣中 FeO 质量分数低于18%,渣中 P2O5质量分数低于2%,有利于获得终点磷质量分数在0.008%以内的钢水.     

高磷铁水脱磷效率影响因素的研究

试验研究CaO-CaCl2-Fe2O3系脱磷熔剂组成、温度和处理时间对高磷铁水脱磷效率的影响.结果表明,温度为1 350 ℃时高磷铁水脱磷效果最佳;脱磷剂中当m(CaO)/m(Fe2O3)=1、时间为15 min时高磷铁水脱磷率ηP达到峰值;w(CaCl2)为20%左右、脱磷熔剂光学碱度Λ=0.7时,高磷铁水脱磷效果最好.所有炉次的高磷铁水脱磷反应在前5 min基本结束.     

转炉冶炼CaO-SiO2-FeO渣系中磷的行为

回归推导出渣系中磷酸盐容量对数与炉渣光学碱度和温度的关系表达式,通过回归公式绘制出CaO-SiO2-FeO(10%MgO)渣系的等磷酸盐容量图,分析了转炉终渣、终点成分及温度对钢中磷含量的影响情况.当熔渣磷酸盐容量一定时,随着转炉终点碳含量降低,渣/钢间磷分配比增加;相同终点碳含量时,随着熔渣磷酸盐容量增加,渣/钢间磷分配比增加;转炉终点碳质量分数控制在0.03%～0.04%,炉渣碱度大于3.5,渣中FeO质量分数低于18%,渣中P2O5质量分数低于2%,有利于获得终点磷质量分数在0.008%以内的钢水.