高效脱磷河钢集团李建新

转炉冶炼中高碳钢高效脱磷工艺研究河北钢铁集团李建新

前言

磷的危害要想得到C与P同时达到出钢要求，可有以下几个途径：

(1)选用优质低磷原料冶炼生铁，使生铁水P含量<0.070%；

(2)采用铁水预处理脱磷技术，将中、高磷铁水中的P在入炉之前脱除；

(3)利用转炉脱磷。

铁水炉外脱磷工艺研究现状铁水包或鱼雷罐车内脱磷预处理转炉内脱磷预处理千叶厂底吹脱磷工艺SRP工艺（首钢京唐脱磷工艺）MURC脱磷工艺国内普遍采用的脱磷方法鱼雷罐车内脱磷预处理

转炉内脱磷预处理

千叶厂底吹脱磷工艺SRP工艺

（首钢京唐脱磷工艺）MURC脱磷工艺小结1.根据所用容器不同，脱磷工艺可分为两种，一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷罐车中进行脱磷；另一种是在转炉内进行铁水预处理。转炉内脱磷具有容积大、反应速度快、效率高，热损失少，并可在较短的时间内完成脱磷处理。节省了造渣剂的用量，并且少渣吹炼条件下提高了锰的收得率，吹氧量较大时也不易发生严重的喷溅现象，有利于生产超低磷钢，尤其是中、高碳的超低磷钢。在转炉内脱P是比较合理的工艺。

2.对于新建的工厂，采用SRP脱磷方式，即首钢京唐的设计是较好的。对于没有专用脱磷跨的车间，采用MURC的脱磷方式是比较实用的。2试验方案2.1试验原料及设备条件试验用原料全部来自现场常规冶炼用原料，包括铁水、生铁块、废钢、石灰等，其成分如下：

CSiMnPS铁水4.12-4.600.17-0.500.17-0.300.10-0.130.020-0.050铁块4.21-4.400.20-1.250.16-0.400.20-0.400.023-0.070石灰SiO2烧损CaOSPFe2O31.4825.0469.020.0940.0200.91试验在120t顶底复吹转炉上进行。2.2试验过程1普通工艺装铁—供氧—测温取样倒渣—补吹—出钢—倒渣—溅渣2优化脱磷工艺装铁—低强度供氧脱磷—倒脱磷渣—供氧脱碳—测温取样—出钢—留脱碳渣—溅渣

2.3试验参数

石灰球矿萤石白云石氧气底气氧压常规工艺30-501012022000350.8优化工艺前期205318000800.65

后期1551522000400.8350s左右进行倒渣，倒渣量50%~70%，温度1300℃左右。按照此计划每冶炼3~5炉倒余渣。3试验结果工艺变化对金属液成分的影响1终点[C]<0.05%时，终点[P]相差不大；终点[C]>0.05%时，优化工艺后终点[P]较常规冶炼工艺时低；低碳钢常规工艺：终点[C]<0.2%以下

[P]0.012-0.016%；优化工艺：终点[C]0.3%-0.5%[P]0.006%-0.01%冶炼中高碳钢在协调终点[C]、[P]时比常规冶炼工艺更有优势；中高碳钢脱磷率2低碳钢优化工艺:终点[C]0.03%-0.16%，

ηP:90%-95%；常规工艺:同样的终点[C]时，

ηP:

80%-87%

优化工艺后的脱磷率高于常规工艺中高碳钢常规工艺:[C]0.1%-0.2%ηP也不稳定，在83%-92%之间；优化工艺:[C]>0.3%

ηP:稳定在90%以上，最高达94.6%。冶炼周期3低碳钢优化工艺平均周期

前15炉：36min

后10炉：31min

右图开吹—出钢时间常规工艺平均周期29.3min优化工艺消耗时间主要是倒渣中高碳钢常规工艺平均周期39.7min优化工艺平均周期：46.6min

优化工艺操作技术和工业成熟后

而且渣罐设备协调较好，

冶炼周期可以缩短至42-43min。

废钢比及温度影响4常规低碳钢炉号钢种铁水t一倒温度/℃终点温度/℃折算废钢比/%2873-2882HRB400HRB3351011638.116626.22913-2922ER70S-6941621.11644.619.5优化工艺冶炼低碳钢，HRB400(HRB335)平均使用废钢比：12.7%

ER70S-6平均废钢比：14.5%

废钢比降低约5%中高碳钢优化工艺优化工艺后终点出钢时，[C]较高

平均出钢[C]0.38%，碳氧化放热小，温度相对较低

平均倒渣量约4t，影响温度约35℃，

项目废钢量(kg)/t钢废钢比%出钢温度/℃常规工艺73.419.21624优化工艺172.87.31575低碳钢原料消耗量及耗氧量5石灰减少10.13kg/t；轻烧白云石减少4.26kg/t；球团矿减少5.34kg/t；萤石增加1.3kg/t吨钢耗氧量逐渐降低；

45m3/t<49.54m3/t中高碳钢石灰和轻烧白云石消耗量降低，耗氧量减少编号温度/℃硅酸二钙硅酸三钙钙镁橄榄石铁酸钙金属铁RO相方镁石包块2875-一倒163485-902-32-31-21-21-22875-终点165780-857-103-55-71-21-2一倒

终点

常规工艺冶炼低碳钢终点时温度较高，转炉渣主要是粒状二钙渣，方镁石包块较少熔渣岩相分析6编号温度硅酸二钙硅酸三钙黄长石铁酸钙方镁石包块3174-倒渣129835-407-103-53174-一倒160080-851-22-33-53174-终点162130-3545-507-105-7终点

一倒

倒渣优化工艺冶炼低碳钢倒渣时温度低，玻璃质富氏体胶结硅酸二钙；终渣硅酸三钙分布均匀倒渣一倒

终点

优化工艺冶炼中高碳钢炉渣倒渣以粒状硅酸二钙为主；渣中方铁矿(富氏体)含量多；终点渣硅酸二钙减少，占15-20%长针状硅酸三钙增多占50-55%碱度增大，利于脱磷且分布较均匀7典型炉渣成分

CaOSiO2P2O5MgOTfeFeOCaF2R倒渣37.4524.1844.6611.047.260.861.5终点51.9714.221.878.4712.327.340.823.7倒渣39.8519.073.8510.019.3311.062.1终点45.5114.291.789.0714.611.933.2常规高碳4914210163.54结果分析

倒渣时[Si]与脱磷量的关系

倒渣时[Si]与脱磷量的关系

倒渣时脱碳量与脱磷量的关系

倒渣时炉渣碱度与脱磷率关系

倒渣温度与脱磷率关系

脱碳期碱度与脱磷量关系优化工艺特点脱磷率较高冶炼周期稳定金属收得率高炉渣热利用率高脱碳渣留渣利用成本降低脱磷率>90%,[C]0.3%-0.5%[P]0.007-0.01%渣中FeO含量低

原料量和耗氧量降低；脱碳渣留渣利用不用新投资转炉操作