低硅低温铁水去磷生产实践.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除低硅低温铁水去磷冶炼生产实践 摘要：针对转炉冶炼低硅低温铁水终点磷含量偏高的现象，从冶炼中期炉渣FeO含量、炉渣碱度及倒炉温度等几方面因素对脱磷分配比的影响进行了分析。通过改善化渣条件和成渣途径等相应措施，降低了冶炼终点钢水中的磷含量，提高了钢水的质量。关键词：转炉；低硅低温铁水；脱磷转炉冶炼是一个复杂多变的过程，受铁水条件、废钢结构、造渣材料质量等多种因素的影响，冶炼的钢水质量差别很大。2012年4月，杭钢转炉厂使用一段时间的低硅低温铁水(Si0.3，T1250)，在转炉冶炼过程中，由于渣量小造渣难，经常出现冶炼终点钢水磷含量偏高的现象。为了提高钢水质量，降低消耗，对这种现象的产生原因进行了分析，并得出了相应的措施。1 生产概况11 冶炼条件杭钢转炉厂有2座600吨混铁炉，4座40吨转炉（其中有2座为顶底复吹转炉），每炉钢水吹炼时间平均为13.47 min，6座40吨钢包LF精炼炉，日常冶炼钢种以低碳铝镇静钢、中高碳铝镇静钢、低合金钢轻轨钢等，工艺路线为：路线一：600吨混铁炉 40吨转炉冶炼 连铸浇注路线二：600吨混铁炉 40吨转炉冶炼 40吨LF精炼 连铸浇注1.2 入炉铁水技术要求1.2.1 铁水成分：（见下表）表1 杭钢转炉入炉铁水成分要求元素SiPSMn含量0.800.200.070.80含量（内控）0.300.700.100.060.300.70注:1）冶炼优碳钢时,要求入炉铁水含硫量不超过0.035%。 2）当铁水成分、温度达不到要求时，在不影响品种质量的情况下，由公司总调协调处理。1.2.2 入炉铁水温度不小于1250。1.2.3 入炉铁水带渣量小于0.5。2 冶炼终点磷含量偏高的原因分析转炉采用LD-LF工艺冶炼时，如何控制脱磷和脱碳的相对速度成为转炉控制磷的关键。因脱碳速度保持在较高水平，难以形成高碱度、高氧化性和流动性良好的后期炉渣，不利于转炉后期脱磷、脱硫。因此在现有的工艺流程中要保证成品钢水的磷成分合格，必须保证转炉出钢时的磷在较低的水平。2P+5（FeO）+4（CaO）=（4CaOP2O5）+5Fe+Q依据脱磷的热力学条件1，去磷的基本条件是高（FeO）、高（CaO）和较低的温度。从冶炼时期的特性上看，吹炼前期Si、Mn大量氧化，炉渣中氧化铁高、碱度高、温度相对较低均可以满足脱磷的条件；吹炼中期碳氧反应激烈，渣中氧化铁减少，炉渣容易出现返干现象，炉渣流动性差，不利于脱磷反应进行；吹炼后期碳含量控制较底，导致渣中的氧化铁较高，温度高接近出钢温度，只能利用高（FeO）、高碱度进行脱磷反应。因此要做到在脱碳的同时去除磷就必须在吹炼前期及早形成高碱度、流动性良好的炉渣，在冶炼中期防止炉渣返干，在冶炼后期，控制炉渣中的（FeO）、碱度和较底的温度。为此，转炉在操作上应适当提高枪位，在提枪化渣的同时减缓C-O反应速度，提高渣中氧化铁含量，保持炉渣具有良好的流动性。21 铁水硅含量低对脱磷的影响铁水中的硅，是转炉炼钢的主要发热元素之一，一般铁水含硅量以0.5-0.8%为宜。有文献表明2若含硅量低于0.5%，铁水的化学热不足，会导致废钢比下降，小容量转炉甚至不能正常吹炼，另外，铁水含硅量过低时，石灰溶解困难，而且渣量也较少，这不仅不利于硫和磷的去除，同时还会因渣量少而对钢液的覆盖效果差，吹炼时金属飞溅严重，导致冶炼收得率下降。由于铁水硅低，导致前期硅锰氧化期缩短，前期温度低，加入的石灰不能完全化开，同时脱碳反应提前，消耗的FeO量增加，均不利于脱磷反应进行。在实际生产过程中我们发现，当铁水硅含量低于0.3%时，冶炼前期起渣时间明显推迟，中期炉渣返干严重，终点钢水磷均偏高。22 铁水温度低的影响铁水温度的高低，标志着其物理热的多少。较高的铁水温度，不仅能保证转炉吹炼顺利进行，同时还能增加废钢的配加量，降低转炉的生产成本。因此，希望铁水的温度尽量高些，一般应保证入炉时仍在1250-1300以上。根据脱磷反应热力学条件，低温有利于脱磷；但从改善脱磷的动力学方面考虑，提高前期冶炼温度对化渣有利。分析取样数据发现，中期倒炉温度低于l450，脱磷率均都在20%以下（见下表）。从表中可以看出，在冶炼3-4分钟期间，温度低于1450度，钢样中磷含量越高，脱磷率越低。这是由于低温低硅铁水物料加入的少，导致渣量小(一般为装人量的45)，而前期温度低，渣料不容易溶化，初期渣不易形成，降低了炉渣积蓄P2O5的能力。并且硅锰氧化期缩短、碳氧反应均提前，渣中FeO浓度下降快，改变了成渣途径，析出高熔点的C2S，同时阻碍了石灰的进一步溶化，使脱磷困难。表2 试验取样分析情况炉号钢种铁水条件取样分析脱磷率硅%温度磷%冶炼时间温度分析磷%1-39440CR0.1712330.08631213860.07612%1-39540CR0.1512470.08231413890.0715%1-42640CR0.1512470.08231013920.06620%1-55540Cr0.1412390.09231614200.07617%1-55640Cr0.1412390.09231014530.05837%1-55740Cr0.1412390.09231014680.04749%1-55820Cr0.1812410.13114680.04951%1-55920Cr0.1812410.13614710.05743%1-61220Cr0.1812410.133114560.0550%1-61320Cr0.1812410.13714620.06139%3 技术措施3.1 改善化渣条件3.1.1 改善装入制度为了提高低温低硅铁水的物理热和化学热，给快速化渣提供温度条件，需要提高铁水装入量，降低废钢比。正常铁水和低温低硅铁水装入制度的对比见表3所示。表3 不同铁水条件装入量调整入炉铁水量入炉废钢量正常铁水44-459-10硅含量低于0.3%的铁水45-477-9温度低于1250度的铁水45-477-93.1.2 改善造渣制度低硅低温铁水渣中SiO2含量较少，温度较低，因此采取先吹氧12 min，提温以后，一次性加入物料，加速渣料的融化，同时加入0.50.8 kg/t钢的复合剂，提高渣中FeO含量。此外，冶炼过程中减少镁质造渣材料的加入量，控制MgO含量小于10 ，防止冶炼中后期炉渣中MgO的析出，避免影响炉渣的流动性，从而改善脱磷的动力学条件。正常铁水与低温低硅铁水的加料对比见表4。表4 不同铁水条件下加料方式调整加料方式正常铁水吹炼2分前加入第一批石灰，余料在7分钟内加完低温低硅铁水吹炼4分前加入第一批石灰，余料在9分钟内加完3.2 改善成渣途径冶炼低硅低温铁水时，开吹310 min为大量去磷期，这段时间分为两个阶段。在Si、Mn氧化期后，枪位应该控制在0.80.9米（枪位控制按照实际炉底深度和炉衬侵蚀情况决定，本文选用炉底5.5米，炉衬侵蚀正常情况下的枪位，下同），使炉内物料得到充分的搅拌达05lmin，避免加入的物料结块，以保证一定的碱度；然后提高枪位至1.01.4米，冶炼低硅低温铁水时的枪位要比正常条件铁水炉次的高，以确保渣中的FeO含量，这一阶段为快速成渣阶段；观察火焰，当转炉炉口喷出物呈片状时，适当降低枪位，搅拌熔池，使钢液与渣充分接触。但是低枪位时间不能过长，以不喷渣、不返干为原则，控制合适枪位，保证炉渣乳化充分，提高前期脱磷率，这一阶段为强烈脱磷阶段。一旦出现返干，应及时提高枪位，增加渣中FeO的含量。当炉渣化透后，控制好降枪速度，不能降的过早、过急。如果渣中FeO含量未积累到一定程度时下枪，数量不多的FeO就会被碳氧反应消耗掉，继续返干；如果积累到一定数量后降枪过急，激烈的碳氧反应会瞬时产生大量的CO气体，引起喷溅，大量高FeO含量的炉渣会喷出，使炉内又重新返干，对脱磷不利。33 根据倒炉时的炉渣情况采取的措施采取上述措施后，取得了一定的效果，但仍有少数炉次终点钢水磷含量超标。因此，根据倒炉时的炉渣情况采取下列不同的处理办法：(1)炉渣较稠，倒炉温度偏低时，只要采用点吹方式（点吹时间小于30秒），化透炉渣即可。(2)炉渣粘稠，倒炉温度合适时，必须采用补吹或点吹（补吹时间大于60秒）加料的方式。(3)炉渣粘稠，倒炉温度较高时，采用补吹加料的方式（补吹时间大于60秒），以降低熔池温度。加料时适当补加冷却剂，以降低温度。(4)炉渣较好，终点磷含量高一般是由于碱度偏低造成的，这种情况要适当补加石灰和石灰石，提高终渣的碱度。34 冶炼效果分析在2012年4月10-15日期间，在冶炼低硅低温铁水时未采取相应的措施，冶炼钢水一倒磷含量平均为0.0298%。在2012年4月15日后，在冶炼低硅低温铁水时采取有效的措施后，转炉钢水一倒磷含量为0.0245%，有明显的降低，平均磷含量下降了0.0053%，大大减少了P含量超标的现象，提高了钢水质量。表5 采取措施前后冶炼一倒磷含量对比项目数值%采取措施前终点平均磷含量%0.0298采取措施后终点平均磷含量%0.0245差值0.0053但采取措施后磷出格现象依然存在，说明我们采取的措施只能局部改善冶炼状况，缓解由于原材料条件差导