工艺技术_转炉脱磷造渣工艺课件

ShenyangNEUMetallurgicalTechnologyCorporationLimited 技术精益求精 创新永无止境 转炉脱磷 造渣工艺 EMTI 沈阳东大冶金科技股份有限公司 磷的危害 磷的危害 磷在钢中以 Fe2P 形式存在 也可以用 P 表示 磷虽然能提高钢的强度 但随着含磷量增加 钢的塑性和韧性降低 特别是低温冲击韧性的降低 即使钢的脆性增加 通常称之为 冷脆性 随着C N O含量增加 磷的这种有害作用加剧 磷在钢坯中的偏析度很大 而在 和 固溶体内的扩散速度却很小 使它不容易均匀化 因此 按照用途不同对钢中磷含量有严格要求 普碳钢 P 0 045 优质碳素钢 P 0 035 高质量 中厚板 P 0 010 作为复杂冲压零件时必须把P S含量控制的较低 因为复杂零件要求钢板很高的塑性 IF钢 P 0 015 1 脱P反应 1 脱P反应2 P 5 O P2O52 P 5 FeO P2O5 5Fe3 FeO P2O5 3FeO P2O5 聚磷酸铁 根据热力学条件 此反应在低温 T 1450 条件下是稳定的 可以去P 在高温 T 1450 条件下 3FeO P2O5不稳定 因此在炼钢高温条件下 只有使 P2O5 生成更稳定的化合物 即必须把3Fe2 P2O5转变为更稳定的化合物 3CaO P2O5或4CaO P2O5 才能确保磷的去除 2 P 8 FeO 3FeO P2O5 5Fe 1 脱P反应 当熔渣具有高碱度 因而含有大量游离CaO时 发生如下置换反应 3FeO P2O5 3 CaO 3CaO P2O5 3FeO 如果与上述 2 1 方程加和 得 2 P 5 FeO 3 CaO 3CaO P2O5 5Fe 聚磷酸钙 2 P 5 FeO 4 CaO 4CaO P2O5 5Fe 焦磷酸钙 去P的基本条件 高 FeO 高 CaO 高碱度 大渣量和较低温度及良好搅拌的动力学条件 2 影响脱磷的因素分析 2 1熔渣碱度的影响 从CaO FeO SiO2 P2O5系渣同含磷铁液的平衡试验及生产研究中均可发现 增加渣中CaO或石灰的用量会提高P2O5的含量或使钢中 P 降低 如图2 1所示 图2 1是1600 条件下的情况 如果温度高于1600 则曲线向右上方移动 既碱度应提高 提高碱度对脱磷有利 图2 1碱度和 FeO 对平衡 P 的影响 图2 2碱度对磷分配比的影响 然而 CaO的含量过高将使炉渣变黏 这并不利于脱磷 熔渣碱度的影响还可以由图2 2得到证明 碱度CaO SiO2越高 磷分配比越大 2 影响脱磷的因素分析 2 2FeO的影响 FeO对脱磷反应的影响比较复杂 因为它与其他因素有着密切的联系 当其他条件一定时 在一定限度内增加FeO将使LP增大 FeO不仅是金属中磷的氧化剂 而且还能直接同P2O5结合成化合物3FeO P2O5 但3FeO P2O5在高温时并不稳定 所以仅靠3FeO P2O5是起不到良好脱磷效果的 FeO有促进石灰熔化的作用 但如FeO含量过高将稀释CaO 因此FeO与炉渣碱度对脱磷的综合影响是 碱度 2 5时 增加碱度对脱磷影响大 碱度在2 5 4 0之间时 增加FeO对脱P有利 但过高的FeO含量会使脱磷能力下降 3 FeO P2O5 3FeO P2O5 2 3温度的影响 脱磷反应是放热反应 3FeO P2O5 3 FeO P2O5 H 384KJ mol3CaO P2O5 3 CaO P2O5 H 678KJ mol 故低温对去磷有利 实际炼钢过程中 为保证去磷应抓住前期早化渣 低温去磷 中期温度不过高 终点应采用下限温度出钢 2 影响脱磷的因素分析 2 4渣量的影响 增加渣量可以降低钢中 P 因渣的增加意味着P2O5浓度的稀释 从而使Ca3P2O8的含量也相应地减小 所以对脱磷有利 但是渣量大会使铁损和热损失增大 一般渣量 10 15 在保证去磷条件下 采用最小渣量 2 5金属成分的影响 铁水中 Si 的影响 铁水中硅含量过高对磷的氧化过程有重要影响 会夺取供入熔池更多的氧 会影响到炉渣碱度而不利于脱磷 氧气转炉初期 含硅量高 吹炼初期脱磷时间后移 需将铁水含硅量降至0 10 0 15 时 P才能大量氧化 铁水中碳的影响 在氧气转炉冶炼过程中 主要的反应是2 C O2 2CO 在冶炼初期 T 1470 磷可以优先氧化 当T 1470 碳开始大量氧化 若想磷与碳同时氧化或优先氧化应优先形成碱性氧化渣 综上所述 为了使脱磷反应进行完全 必要的热力学条件是 炉渣的碱度较大 R 3 4 氧化铁含量较高 FeO 15 20 熔池温度合适 不过高 适当的渣量 3 氧气转炉各期脱磷 3 氧气转炉各期脱磷 从开吹到总吹炼时间的30 40 时间里 脱磷速度最大 速度值波动在0 007 0 021 P min 在40 85 的总吹炼时间内 脱磷有些停滞甚至发生回升现象 在最后总时间15 的范围内 脱磷速度又有所提高 速度值约为0 002 0 01 P min 由此可见 前期具有较高的脱磷率 而前期最高可达60 80 总的脱磷率90 95 氧气转炉脱磷 大体上分为三个阶段 图4 1吹炼中钢水及渣成分的变化 85t转炉 3 氧气转炉各期脱磷 3 1吹炼初期 吹炼初期 熔池温度较低 这是有利于去磷的一个方面 但是更重要的 是在熔池温度逐渐提高的过程中 抓紧时机尽快在前期造成具有一定碱度和氧化铁较高 流动性好的炉渣 只有这样才具备了从铁水中快速脱磷的充分条件 一般说来 前期渣的脱磷效率是很高的 60 80 前期渣中的 FeO 含量对脱磷反应的进行有重要作用 这是因为 FeO 高 可以大量生成3FeO P2O5 从而为生成3CaO P2O5创造了必不可少的前提 FeO 有利于石灰的迅速熔化 有效地提高前期渣的碱度 为把3CaO P2O5生成之后 稳定在炉渣内创造了必要的条件 有利于泡沫渣的生成 使铁水和炉渣更好地乳化 因而 增加铁水和炉渣的接触表面 当然有利于脱磷 3 氧气转炉各期脱磷 影响前期脱磷的主要因素是碱度 而高的 FeO 含量只是一个不可缺少的条件 也是在操作上前期快速成渣的手段 换言之 就是控制喷枪 使 FeO 在10 15 左右 炉渣前期碱度为1 5左右 碱度提高更有利于脱磷 但因前期温度低 客观上不可能造成高碱度炉渣 并且在此 FeO 含量范围 碱度在0 82 1 5范围内 炉渣具有较低的粘度 而碱度高于1 5时 粘度值随碱度增加而快速提高 炉渣流动性显著变差 不利于脱磷 总之 通常必须根据铁水条件把前期渣碱度控制在1 5左右 而 FeO 在10 15 左右或更高些 3 氧气转炉各期脱磷 3 2吹炼中期 此期 由于熔池温度的提高 3 FeO P2O5在渣中更不稳定 必须迅速将新生的3 FeO P2O5转变成较稳定的3CaO P2O5 所以 渣中 CaO 的作用就显得更重要了 这就要求我们逐渐提高炉渣碱度 然而 由于此期脱碳速度大 渣中 FeO 含量 降低到7 12 左右 渣子出现 返干 产生回磷现象 这时的操作关键就是要控制渣中 FeO 含量 使它在10 12 或高一些 加入少量萤石等其它助熔剂 加入矿石 氧化铁皮或适当提高枪位 但是中期是碳剧烈氧化期 不能变化太快 抑制脱碳反应突然温度降低 防止喷溅 据上所述 碳的大量氧化 对脱磷是不利的 3 氧气转炉各期脱磷 同时 也要看到脱碳作用对脱磷反应的有利方面 其有利方面表现在 由于脱碳反应产生的强烈搅动 使金属粒子在渣中悬浮的数量大大增加 经研究得出 吹炼前期渣中 金属粒的含量约为10 20 而中期则增加到40 70 显然 金属与炉渣的接触表面 中期比前期增大很多 有利于脱磷 例如 取样分析熔池含 P 量为0 10 时 金属小粒的含磷量为0 007 0 008 碳的氧化 提高了熔池温度 虽然渣中 FeO 含量中期比前者减少了 但是温度的提高有利于石灰熔化 提高炉渣碱度 而碱度的提高对脱磷的有利作用 抵消或超过了 FeO 降低及温度提高对脱磷的不利作用 FeO降低会使渣返干 形成2CaO SiO2 总之 吹炼中期 适当掌握喷枪高度非常重要 如果控制不当 此期不但不能脱磷 还可能出现回磷现象 3 氧气转炉各期脱磷 3 3吹炼末期 吹炼末期 尽管喷枪已降到较低位置 但这时渣中 FeO 还是很快地增加着 这一方面是由于脱碳速度下降 FeO 在渣中的聚集量逐渐增加 另外这时熔池温度也渐渐接近出钢温度 炉渣中石灰熔化速度加快 碱度又进一步提高 这就是吹炼后期还能脱磷的原因 末期操作的关键是控制合适的终点温度和炉渣成分 综上所述 从操作上看 前期的主要矛盾方面在于石灰的渣化 这就应加强铁水与炉渣间的搅动 消除石灰结团 中期在于炉渣 返干 的问题 关键是保证渣中 FeO 有合适的含量 必要时刻考虑补加些氧化铁皮 最好在碳大量氧化 炉渣返干之前不久 后期在于防止过高的终点温度 加强炉内搅拌 不言而喻 炉渣的成分和流动性及泡沫程度是整个操作中的主要控制对象之一 小结 4 转炉冶炼过程钢液磷含量控制 4 1转炉冶炼枪位变化对脱磷的影响 开吹时稍低的氧枪枪位 可以使石灰分散避免结团 增大石灰的表面积 另外 在低枪位下 C O 反应容易发生 因此低枪位可以增加对熔池的搅拌 O2流股在穿透时生成的气泡与钢液间的界面就是反应界面 局部的 C O 反应会导致 FeO 降低 因此 在开吹后 低枪位的时间不能太长 以避免渣中FeO被过分消耗 影响脱磷效果 合适的枪位 保持氧气流股对熔池有一定的冲击深度 L L0 0 7 0 75 和冲击面积 使生成的 FeO 和消耗的 FeO 处于平衡状态 保持吹炼的稳定 前期 若铁水温度低于1300 采用较低枪位 大供氧量 迅速提高温度 化渣 促使脱磷 如果铁水温度高于1300 这时枪位可以提高 中期 为保持全程化渣 并根据炉内化渣情况 从高枪位开始逐渐下降 后期 从低枪位上升达到最高枪位 化渣 然后迅速降枪 降低FeO 4 转炉冶炼过程钢液磷含量控制 4 2炉渣控制对脱磷的影响 冶炼的前5min 有试验结果证明 碱度为1 40时 脱磷率达54 01 因此 应根据铁水温度 前期选择相应的碱度 达到最好的脱磷效果 如果从双渣法工艺在前期后放渣的角度考虑 前期碱度控制为1 5左右为宜 如果不采用双渣法工艺 也有许多钢厂将前期碱度控制在1 8 2 0 也能起到良好的脱磷效果 炉渣碱度对钢液脱磷的影响 为提高前期脱磷效率 除了提高渣碱度及氧化性外 还应创造脱磷良好的动力学条件 4 转炉冶炼过程钢液磷含量控制 FeO 对脱磷反应的影响比较复杂 当 FeO 很低时 石灰不能很好熔化 显然不能脱磷 FeO 过高 将稀释 CaO 的浓度 降低了 CaO 的作用 FeO 与碱度对脱磷的综合影响是 碱度在2 5以下 增加碱度 加大石灰用量 对脱磷影响大 碱度在2 5 4 0时 增加 FeO 对脱磷有利 但过高的 FeO 反而使脱磷能力下降 FeO对钢液脱磷的影响 实践证明 当冶炼终点温度高 接近1700 会降低磷在钢 渣中的分配比 所以控制适当的出钢温度对终点磷含量影响很大 脱磷的关键是冶炼过程造好渣 以及对终渣成分的控制 从脱磷角度来看 顶底复吹转炉冶炼末期碱度应控制在3 5 4 0 末期渣 FeO 含量应控制在20 左右 同时在冶炼末期要加强底吹强度 使钢 渣反应更充分 创造更适宜的脱磷动力学条件 使复吹转炉脱磷能力进一步加强 4 转炉冶炼过程钢液磷含量控制 4 3钢液温度对脱磷的影响 脱磷是强放热反应 H 384KJ mol 温度升高 KP值减小对脱磷不利 低温KP值增大有利于脱磷 前期脱磷最好的温度时1350 1420 但是同时炉内钢水温度还要满足渣料熔化及终点温度控制的要求 理论研究表明 最有效的脱磷有一个最佳的温度范围 1350 1420 这就要求冶炼初期 根据铁水温度采用不同的操作制度 铁水温度低 1300 以下 要求低枪位操作以提高熔池温度 加速石灰溶解 迅速形成初期渣 充分利用前期 FeO 高 钢水温度低的优势 快速脱磷 若铁水温度高 1300 以上 冶炼初期采用高枪位操作 前期多加废钢或者加入矿石等 抑制炉温快速升高 同时也有利于石灰的熔解 4 转炉冶炼过程钢液磷含量控制 经计算 脱磷反应和脱碳的转变温度为1470 即1470 以下是脱磷反应为主 是脱磷反应最好的温度条件 1470 以上脱碳反应变得非常快速而抑制了脱磷反应的进行 因此如何造好初期渣 提高吹炼前期炉渣脱磷率就显得非常重要 当然 脱磷反应和脱碳反应的转变温度只是表明 T 1470 时脱磷反应变得缓慢了 并不是脱磷反应停止 吹炼中期 随着温度升高 脱碳反应加强 为了保证脱碳同时脱磷或不回磷 必须碳 温协调 中期温度控制1500 1600 随着转炉冶炼终点温度的升高 终点钢水中的磷含量增大 例如出钢温度为1692 出钢磷含量为0 009 出钢温度为1606 出钢磷含量为0 004 所以采用下限出钢温度对脱磷有利 若需要高温出钢 必须满足5 2节中提出炉渣碱度和 FeO 含量的要求 才能满足终点磷含量要求 5 回磷问题 5 回磷问题 在吹炼中期 常发现金属中含磷量有少量增加现象 一般成品钢中含磷量比终点钢水含磷量高 这就是 回磷 造成的结果 终点后的回磷常常是成品钢含磷量出格的主要原因 所以 在此我们简单地讨论一下终点后的回磷问题 5 回磷问题 5 2回磷的原因 回磷反应如下 炉渣中 FeO 与脱氧剂作用 2 FeO 8 Si SiO2 Fe FeO Mn MnO Fe 炉渣与脱氧产物及钢包内衬 SiO2 作用 2 3CaO P2O5 3 SiO2 3 2CaO SiO2 2 P2O5 炉渣中 P2O5 与脱氧剂作用 P2O5 Mn 5 MnO 2 P 2 P2O5 5 Si 5 SiO2 4 P 3 P2O5 10 Al 5 Al2O3 6 P 炉渣中3CaO P2O5直接与脱氧剂作用 3CaO P2O5 5 Mn 2 P 5 MnO 3 CaO 2 3CaO P2O5 5 Si 4 P 5 SiO2 6 CaO 3 3CaO P2O5 10 Al 6 P 5 Al2O3 9 CaO 在出钢 脱氧过程中 如果 下渣 或最后覆盖在钢包上部的炉渣与熔化了的脱氧剂接触 使炉渣也 部分脱氧 渣中 FeO 降低 加入包内合金带入磷 这些都能导致回磷现象 5 回磷问题 图6 1各个过程平均回磷率情况 对于走精炼流程 冶炼过程回磷情况如图6 1所示 即转炉出钢到LF炉和LF炉还原精炼是回磷的主要原因 5 回磷问题 5 3防止回磷的措施 为防止或减少回磷 通常可采用以下的办法 冶炼到终点时 向炉内加入石灰 使炉渣稠化 以防出钢时 下渣 快出完钢 将要出渣时 向包内加入石灰粉 以使包内炉渣变稠并降温 从而减弱炉渣的反应能力 采用挡渣出钢 防止出钢过程下渣 严格选择含磷低的脱氧剂 上述措施中关键是防止和减少出钢时下渣 因此控制转炉渣进入钢包中是转炉冶炼低磷钢水的关键环节 大量实践证明 在冶炼低合金钢 合金钢钢种 例如 硅钢 时 由于加到包内的合金量较多 回磷也比一般碳素钢严重 我们在冶炼上述钢种时 应特别加以注意 6 转炉造渣 6 转炉造渣炼钢去磷的关键是快速形成碱性氧化渣 只有造好渣 才能炼好钢 所谓成渣速度 就是石灰的熔化速度 既石灰的熔解是决定冶炼速率的关键因素 6 1成渣途径成渣途径包括钙质成渣和铁质成渣 钙质成渣 采取相对较低枪位操作 渣中的 FeO 含量下降得很快 当含碳量接近终点时 通过底吹Ar强搅拌或低枪位操作 渣中的含铁量才回升 此成渣途径适用于低磷铁水的情况 采用它有益于延长炉衬的寿命 降低钢铁料消耗 但是钢中 P 含量容易偏高 6 转炉造渣 铁质成渣过程 采用高枪位操作 渣中的 FeO 含量保持较高的水平 当含碳量接近终点时 渣中的含铁量才下降 此途径适用于高磷铁水的冶炼 它对炉衬的侵蚀严重 且 FeO 的含量高时 炉渣的泡沫化严重 易产生喷溅 加入白云石可以提高渣中 MgO 的含量 延长炉衬的寿命 一般根据冶炼情况 渣中的饱和 MgO 含量应控制在8 10 采用白云石造渣应注意加入的时间 防止涨炉底和黏氧枪 铁质成渣有利于生产低磷钢 6 转炉造渣 6 2石灰在氧气顶吹转炉炉渣中的熔解吹熔过程中向炉内加入的造渣材料 主要是石灰 CaO 因此 如何加速石灰的熔化过程 便成为 提前成渣 的关键问题 开始吹氧时 由于渣中的主要成分是SiO2 MnO FeO 因而是酸性渣 加入石灰后 石灰的熔解速率可用下式来表示 J K CaO 1 35MgO 1 09SiO2 2 75FeO 1 9MnO 39 1 成渣时 虽然容易形成难熔渣2CaO SiO2但由于FeO MnO MgO的存在可降低炉渣的黏度 破坏2CaO SiO2的形成 石灰的熔化进程被加速了 采用软烧活性石灰 加矿石和萤石以及采取高枪位吹氧措施都可提高成渣的速率 6 转炉造渣 要石灰快速熔解需要三个条件 熔剂 主要是 FeO 温度和搅拌 譬如枪位过高 氧气流股对熔池没有足够动能 使得熔池得不到良好的搅拌作用 因而石灰块内部不易熔化 甚至容易结团 渣子化不好 造成金属液面没有足够的渣层覆盖 或者有的部位渣层很薄 就容易产生金属喷溅 如果枪位虽然高出合适的范围 但是还有一点搅拌作用使渣子化好 此时渣中 FeO 往往过高 达到40 50 以上 或局部超过40 50 就能导致严重的泡沫渣喷溅 因此较高的枪位就是要同时保持氧气流股对熔池有一个合适的冲击深度和冲击面积 从而取得良好的化渣效果 6 转炉造渣 我国某厂曾研究了炼钢熔池中石灰的熔化过程 在扒渣时 用样勺从炉渣的下层中取出了尚未熔化的石灰块 观察石灰块的外表并分析它从外到内各部分的化学成分 其结果如表6 1所示 表6 1未熔化石灰块的外观及化学成分 6 转炉造渣 由表可见 石灰块的外层富有SiO2和FeO 那么整个吹炼过程中石灰是怎样熔化的呢 开吹后不久 形成了含SiO2很高的初渣 在石灰块附近很快生成了饱和正硅酸盐 2CaO SiO2 我们从CaO SiO2二元相图中已经知道 2CaO SiO2的熔点很高 2130 左右 因此2CaO SiO2就在石灰块表面凝固沉淀下来 这样就在不同程度上于石灰的表面生成了一层 难渗透 的正硅酸钙外壳 同时 FeO CaO形成固溶体 也在石灰表面形成FeO MnO CaO固溶体的外壳 正硅酸钙外壳有减慢FeO渗入石灰的作用 因而阻止石灰快速熔化 从CaO FeO二元相图得知 FeO有帮助石灰熔化的作用 但是 只有在 FeO 和 MnO 通过2CaO SiO2外壳渐渐地渗入石灰内部 与内部的CaO形成固溶体后 石灰才能完全熔化 6 转炉造渣 有人在实验室内于1600 的条件下测定了各种成分的炉渣中的石灰熔化速度突然增加 于是认为 在这个阶段 石灰的熔化速度取决于石灰的反应性 试验还表明 在石灰熔化速度增加的同时 石灰外层的正硅酸钙外壳被 解开 了 FeO的这种作用 从CaO SiO2 FeO三元相图也能得到说明 所以一般说来 石灰熔化速度与下列因素有关 炉渣成分 防止炉渣组成成分在 低温 时进入正硅酸钙区 是造渣过程中应该随时注意的问题 炉渣温度 应尽快提高炉渣温度到合适的程度 石灰的块度 块度大 则熔化慢 石灰的反应性 在操作合理的条件下 软烧活性石灰能更快的熔化成渣 6 转炉造渣 石灰熔解延迟的原因 看来是与1600 时的CaO SiO2 FeO相图有关的 图6 11600 时 CaO SiO2 FeO系统的液相区 从图6 1可见 固体正硅酸钙 2CaO SiO2 和石灰 CaO 在三元相图上占有一个很大的范围 分同时在2CaO SiO2和FeO这条直线下面的部 其炉渣成分是有利于脱磷 脱硫的 这就出现了一个困难 我们的目的就是既要尽量使炉渣成分在A点附近 又要在整个造渣过程中 随时避开石灰被正硅酸钙包住的危险 因此 在生产操作中一定要注意控制好渣中 FeO 特别是在碳大量氧化时 务必不要让炉渣进入正硅酸钙难熔区内 另外由于Al2O3 MnO Fe2O3能有效地扩大液相区 在生产中向炉内加入铁鳞 铁钒土或萤石都能促进石灰熔化 锰矿也可作为熔剂使用 7 生产中脱磷实例 7 生产中脱磷实例低温 铁水温度1250 左右 低硅 Si 0 2 铁水脱磷7 1正常铁水条件下转炉造渣机理分析正常情况下铁水一般 Si 含量在0 30 0 60 吹炼前期为硅 锰氧化期 由于铁水硅含量较高 前期一般持续3 5min 前期随着氧气的吹入 铁水中的硅 锰首先氧化 形成大量的酸性渣 主要成分为二氧化硅和氧化锰 大量的酸性渣以及铁氧化所生成的氧化铁 与加入炉内的石灰在氧气流股的作用下混合在一起 液态的FeO MnO SiO2等氧化物一部分不断向石灰表面扩散 是石灰表面CaO熔解并通过两相界面向渣中扩散 另一部分沿石灰的空隙 裂缝和晶界向石灰内部渗透 并形成仪容的固溶体和化合物 随着硅锰氧化期的结束 第一批渣料已全部熔化 炉渣碱度达到1 5左右 为弱碱性渣 由于前期碱性渣的形成和低温条件满足了脱磷的热力学条件 前期脱磷能力最大 低熔点的炉渣良好的流动性 易导致炉渣从炉口溢出或喷出 7 生产中脱磷实例 吹炼中期 随着硅 锰氧化的结束与铁水温度的上升 开始分批量加入二批渣料 这时碳的氧化已加剧 进入了碳氧化期 由于此时脱碳速度很大 吹入的氧和炉渣中的氧化铁都用来参加脱碳反应 导致炉渣中氧化铁含量逐渐降低 随着氧化铁浓度的降低 加入的二批渣料熔化速度降低 导致炉渣的熔点升高 炉渣变得黏稠而不活跃 流动性降低 炉渣的主要矿相组成是黑褐色粒状硅酸二钙 2CaO SiO2 其次为镁硅钙石 其他为橄榄石和RO相 而当时钢水温度最大1600 满足不了硅酸二钙的熔化要求 固态硅酸二钙的存在阻碍了石灰的进一步熔化 导致炉渣返干现象出现 适当提枪及加入铁皮球或烧结矿或加入萤石都能促进石灰熔化 使渣熔化 随着脱碳反应的进行 钢液中碳含量逐渐降低 脱碳速度下降 渣中氧化铁含量再次升高 同时 火焰趋向于向炉口收拢 进入吹炼后期 此时形成的是具有较高氧化铁的高碱度炉渣 炉渣碱度在3 4之间 该炉渣的形成促进了吹炼后期 脱磷率大幅度提高 7 生产中脱磷实例 7 2低硅铁水条件下转炉造渣机理分析当铁水 Si 含量小于0 2 时 我们习惯称之为低硅铁水 在硅 锰氧化期 由于铁水硅含量较低 一般铁水中的硅 锰氧化仅需1 2 5min 此时由于炉内温度较低 铁大量氧化 炉渣中氧化铁含量增加 同时吹入的氧气较早的参与了脱碳反应 熔化中的石灰因脱碳反应提前 又使渣中氧化铁含量降低 渣中氧化硅含量低 使石灰不易熔化 降低了前期脱磷效率 随着铁水温度的上升 碳的氧化加剧 进入碳氧化期 由于此时脱碳速度很大 吹入的氧和炉渣中的氧化铁都用来参加脱碳反应 使炉渣中氧化铁含量达到最低值 但第一批渣料还没有完全熔化 又加入了二批渣料 导致炉渣变得黏稠而不活跃 流动性降低 此时易发生金属喷溅造成粘氧枪 粘烟罩事故 同时炉衬因缺少了流动性良好的高碱度炉渣保护 直接受到氧气流股的冲刷 加快了炉衬损坏速度 增加耐火材料消耗 7 生产中脱磷实例 随着脱碳反应的进行 钢液中碳含量逐渐降低 脱碳速度减小 炉渣中氧化铁开始回升 火焰趋向于向炉口收拢进入吹炼后期 随着脱碳速度的降低 熔池搅拌力减弱 此时熔化的石灰来不及与钢水充分反应就到达了吹炼终点 同时 由于渣量小 虽然终点形成的是含有一定量氧化铁的高碱度炉渣 但脱磷能力并不高 易导致钢水终点磷高 7 生产中脱磷实例 7 3转炉冶炼工艺的优化通过对正常铁水与低硅铁水炉渣熔化过程和各反应期炉渣组成的分析 认为在现有装备条件下 解决低硅铁水冶炼首先要保证前期有快速足够的熔剂来熔化第一批石灰 完成前期脱磷任务 其次进入中期脱碳反应速度 使氧化生成氧化铁与炉料带入的氧化铁量与脱碳反应消耗的氧化铁量达到平衡 起到促进二批渣料快速熔化和减轻炉渣返干程度的作用 吹炼后期要保证熔池有足够的搅拌力和较大渣量 增加后期脱磷能力 为此 对渣料加入制度 氧枪枪位和氧压控制制度等进行优化 7 生产中脱磷实例 一 渣量加入制度的优化1 渣料配置A 对于铁水 Si 含量在0 20 0 30