檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻殤殤 殤 殤 分析探讨 氧气顶吹转炉脱磷影响因素分析及操作工艺的优化 郭云飞（炼钢厂） 摘要：对30t 氧气顶吹转炉脱磷过程的影响因素作了分析，在脱磷反应热力学和动力学分析的基础上，从磷 在炼钢过程中的氧化还原反应原理出发，寻找出影响氧气顶吹转炉脱磷的因素，结合实际生产，提出了优化顶吹转炉脱磷工艺的操作方法， 解决生产中出现的磷高问题。关键词：顶吹转炉脱磷工艺钢水回磷炉渣碱度 Analysis on Dephosphorization Factors of LD Converter and Optimized Operation Guo Yunfei （Steel-making Plant ） Abstract ：By analyzing affecting factors during the dephosphorization of 30t LD converter．The factors affecting dephos-phorization are found based on the thermodynamics and kinetics of dephosphorization reaction as well as the principle of redox reaction of phosphorus in steel-making process．The operation method of optimizing dephosphorization of LD con-verter is put forward to solve production problems． Key words ：LD converter ；dephosphorization process ；rephosphorization of molten steel ；slag basicity 前言 转炉炼钢厂建于1971年，目前有公称容量30吨的氧气顶吹转炉三座，具备年产钢240万余吨，平均冶炼周期不到22分钟，具有冶炼速度快、周期短的特点。近年来，用户对低磷钢的需求大大增加，对钢中磷的质量分数提出了很高的要求， 炼钢厂目前冶炼的钢种要求磷含量低于0．025%占30%左右；个别钢种如ER70S －6焊丝系列及HO8MnA 焊条系列要求磷含量低于0．020%以下。 磷对大多数钢种是有害元素，它能使加工性能与使用性能恶化。一般钢种成品要求含磷量≤ 0.040%，优质钢种含磷量要求≤0．010% 0.030%，理论上钢中含磷量达到0．01%时就会对钢的性能起 负面影响 ［1］ 。炼钢过程中的磷是由金属料和造渣材 料带入， 其含量均高于成品钢的要求。因此，脱磷是炼钢过程的基本任务之一。 在炼钢过程中，磷是一个多变的元素，在转炉内既可以氧化，又可以还原，出钢后还要发生回磷现象。本文研究钢水中磷的氧化以及钢包内钢水回磷的机理， 从磷在炼钢过程中的氧化还原反应原理及工人的操作失误出发， 寻找出影响氧气顶吹转炉脱磷及回磷的因素，结合实际生产，摸索出一套有效的预防措施， 解决生产中出现的磷高问题。1炼钢过程中磷的氧化还原 在炼钢温度下， ［P ］和［O ］相平衡的P 2O 5的分
钢铁生产工艺流程 炼焦生产流程:炼焦作业就是将焦煤经混合,破碎后加入炼焦炉内经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。资源来源：台湾中钢公司网站。
烧结生产流程：烧结作业系将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机,由点火炉点燃细焦炭,经由抽气风车抽风完成烧结反应,高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。资源来源:台湾中钢公司网站。
高炉生产流程:高炉作业就是将铁矿石、焦炭及助熔剂由高炉顶部加入炉内,再由炉下部鼓风嘴鼓入高温热风,产生还原气体,还原铁矿石,产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。资源来源：台湾中钢公司网站。
转炉生产流程:炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理，经转炉吹炼后,再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站（RH真空脱气处理站、Ｌadｌe Injｅction盛桶吹射处理站、ＶＯD 真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理，调整钢液成份,最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品，经检验、研磨或烧除表面缺陷,或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品.资源来源:台湾中钢公司网站。
连铸生产流程:连续铸造作业乃就是将钢液转变成钢胚之过程.上游处理完成之钢液,以盛钢桶运送到转台,经由钢液分配器分成数股，分别注入特定形状之铸模内,开始冷却凝固成形,生成外为凝固壳、内为钢液之铸胚，接着铸胚被引拔到弧状铸道中，经二次冷却继续凝固到完全凝固。经矫直后再依订单长度切割成块,方块形即为大钢胚,板状形即为扁钢胚.此半成品视需要经钢胚表面处理后,再送轧钢厂轧延。资源来源：台湾中钢公司网站。
转炉炼钢脱磷工艺的探讨 【摘要】本文从脱磷的热力学分析入手，对冶炼过程中温度、炉渣碱度、渣中（FeO），等对磷含量的影响进行了探讨。同时探讨了回磷的原因、影响的因素和防止的措施。 【关键词】转炉炼钢；脱磷工艺；探讨 磷在钢中是以【Fe3P】或【Fe2P】形式存在，一般以【P】表示。磷含量高时，会使钢的朔性和韧性降低，即使钢的脆性增加，这种现象低温时更严重，通常把它称为“冷脆”。且这种影响常常随着氧，氮含量的增加而加剧。磷在连铸坯中的偏析仅次于硫，同时它在铁固溶体中扩散速度又很小。不容易均匀化，因而磷的偏析和难消除。由于炼铁过程为还原性气氛，脱磷能力较差。因此脱磷是炼钢过程的重要任务之一。在20世纪90年代中后期，为解决超低磷钢的生产难题，世界上各大钢厂都曾经进行过转炉铁水脱磷实验研究。 1、铁水预处理方法 1.1喷吹苏打粉处理 日本住友公司鹿岛厂开发的“住友碱精炼法”是成功用于工业生产的苏打精炼法。 工艺流程：从高炉流出的铁水先经脱硅处理，即将高炉铁水注入混铁车内，用氮气输送和喷吹烧结矿粉，喷入量为每吨铁水40公斤，最大供粉速度为每分钟400公斤，最大吹氧量为每分钟50立方米，脱硅量约为0.4%。脱硅处理后的铁水硅含量可降到0.1%以下。然后用真空吸渣器吸出脱硅渣，进行脱磷处理，以氮气为载气向铁水中喷入苏打粉，苏打粉用量为每吨18公斤，最大供粉量为每分钟250公斤，最大吹氧量为每分钟50立方米，处理后铁水中【P】≤0.001%，【S】≤0.003%，再用真空吸渣器吸出脱磷渣，并将其送到苏打回收车间，经水浸后可回收约80%的Na2O，最后将处理过的铁水倒入转炉冶炼。 1.2喷吹石灰系熔剂处理 由于石灰系熔剂具有成本低，对环境污染小的优点，因此受到重视，并不断对其深入研究，以使其满足精炼铁水的需要。
莱钢转炉脱磷优化生产工艺措施 摘要：通过对现有装备和工艺技术能力进行系统分析，莱钢炼钢厂通过完善与优化转炉护炉技术、推广应用连铸新技术和新工艺、在铁水预处理、转炉、二次精炼、等方面的先进工艺技术，保证了炼钢生产的稳定运行。 关键词：转炉品种结构工艺优化 1、前言 高效转炉工艺技术主要以保证质量为前提，以高作业率为基本手段来实现高质量、低成本。实现转炉的高效生产不仅需要科学管理，更重要的是持续不断的技术改造创新，采用优质耐材和先进工艺、生产设备技术，以不断提高转炉脱磷工艺技术装备水平。莱钢炼钢转炉系统经过近年来改革和发展，坚持走引进、消化、吸收、再创新的道路，在品种、质量等方面有了质的飞跃，而且自主开发集成了多项关键技术。目前，莱钢炼钢系统主要包括转炉炼钢和电炉炼钢，转炉炼钢现有3座50t转炉、1座60t转炉，5座120t转炉，相应配套小方坯连铸机、带钢坯连铸机、矩形坯连铸机、异型坯连铸机、板坯连铸机，生产能力为1 000万t/a。莱钢炼钢厂针对实际生产中存在的薄弱工艺环节，对现有设备工艺进一步优化改造，提高了生产装备水平，完善炼钢新工艺、新技术，进一步发挥了转炉的潜能，提高了质量，降低了成本。 2、依靠技术创新，提升工艺水平 自金融危机以来。全球钢铁消费需求不断下滑，国内钢企面临日益严峻的增支减利和结构优化调整压力。为了更好地生存与发展，坚持以效益为中心，以技术创新为手段，立足于自主开发，加快新技术和新工艺的集成应用，大力发展循环经济，挖掘节能降耗潜力；同时加大高端新产品开发力度，提高产品质量，改善品种结构，积极应对市场变化。莱钢炼钢系统充分发挥广大工程技术人员的聪明才智，大力开展技术攻关，提升工艺技术水平，促进了生产顺行，改善了产品质量，降低了生产成本。特别是在炼钢系统，不断开发和应用新技术、新工艺，依靠技术进步和创新，工艺降本增效和新产品开发工作取得了显著成效。 3、转炉炼钢工艺过程 在转炉炼钢过程中，通过氧枪向熔池内吹入氧气，与铁水中的碳、硅、磷、硫等元素反应生成炉渣、废气等，同时释放热量使熔液的温度升高，进而得到所需的钢种。该过程的原料包括：主原料(废钢和铁水)和辅原料(氧气、石灰、铁矿石、白云石等)，最后的温度和成分(主要指熔池碳含量)要求合格的钢水。在吹炼之前，由静态模型对整个炼钢过程需要的氧气量做出估算，吹炼进行到该值的86％左右时，进行第一次副枪检测，然后将检测到的熔池碳含量、熔池温度与本
现代钢铁生产工艺流程报告 冶金E101 4101101X 现代钢铁企业的主要生产流程大致为铁矿石原料经过烧结、球团处理后，采用高炉生产铁水，经铁水预处理后，由转炉炼钢、炉外精炼至合格成分钢水，然后连铸浇铸成钢坯，钢坯经过轧制，制成各类成品。 在钢铁生产工艺中烧结和球团是两种不同的造块方法，但是他们都是将细粒（粉状）物料通过反应变成块状物料，并在物理性能和化学组成上能满足下一步加工要求。烧结是将矿料经过烧结台车燃烧、粉碎、冷却、筛选等工艺造块的方法。球团时先将粉矿加适量的水分和粘结剂制成粘度均匀、具有足够强度的生球，经干燥、预热后在氧化气氛中焙烧，使生球结团，制成球团矿。 烧结矿和球团矿经过不同的筛选过程，得到的成品会在炼铁中得到使用。 烧结过程中产生的粉尘必须经过除尘处理，得到的粉尘属于矿料粉末，会进行回收再次加工。烧结产生的余热可以进行发电。 炼铁是将铁矿石冶炼成铁水的过程。铁矿石、焦炭和熔剂等按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉内料面保持一定高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。矿石料在下降过程中逐步被还原、熔化成铁和渣，聚集在炉缸中，定时从铁口、渣口放出。在炼铁过程中，从高炉下部的风口吹进热风（1000-1300℃），喷入燃料。在高温下焦炭中的碳和喷吹物中的碳生产的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁。铁矿石通过还原反应练出生铁，铁水通过出铁口放出，矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生产炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。矿渣可以回收用作水泥生产的原料。煤气从炉顶导出，经除尘后，另作他用。高炉生产是连续进行的，一般情况下，一代高炉能连续生产几年到几十年。 冶炼好的铁水经过鱼雷罐车拉至炼钢厂进行炼钢。 炼钢是在转炉中进行的，以铁水、废钢、铁合金为主要原料，通过氧化反应脱碳、升温、合金化的过程。他的主要任务是脱硫、脱氧、脱磷、脱碳，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。磷对大多数钢来说是有害元素，它在钢中的含量高会引起“冷脆”，从高温到零摄氏度一下，钢
发展铁水预处理脱磷的 重要意义 ——冶金新技术介绍 武钢是我国仅次于宝钢的技术比较先进的大型企业，武钢又处于华中地区，具有较好的地域优势，武钢有条件在规模上、技术上进行跨越式的发展。这里仅就铁水预处理技术发展进行论述。 1、铁水预处理工艺特点 1.1、铁水预处理是钢铁冶金技术的发展方向 最近十多年来，日本、美国等一些冶金技术比较先进的国家相继开发和实施了铁水预处理三脱技术，即铁水预处理脱硫、脱硅、脱磷。我国宝钢、太钢等一些钢厂也引进了该项技术。从国内外实施铁水预处理三脱的厂家运行情况看该项技术具有很大的优点：首先对提高钢的质量有重要的作用，从而使企业产品上了一个台阶，提升了企业的形象；其次使高炉对原料要求放宽，一些原来不能用的磷硫含量较高的矿石也可以入炉冶炼，这一点可以大大节约矿石的成本；再有它可以使整个工艺优化，减轻转炉的负担，达到转炉少渣炼钢减少对环境污染的目的。 武钢目前使用的脱硫方法还是70年代末、80年代初引进的KR法，这种方法与喷粉法相比要落后。武钢目前尚未采用铁水预处理脱磷的方法，并且武钢主要生产对磷硫含量较高要求的优质钢，这就限制了武钢不能采用磷含量较高的、价格相对较低的铁矿石，因此只能从国外高价进口优质铁矿石。在现在国内外优质铁矿石资源越来越紧张的情况下，武钢有必要及时着手研发实施铁水预处理脱磷技术。这对武钢今后5～10年发展有至关重要的影响。 1.2、铁水预处理技术概况 铁水预处理技术包括两种模式： （1）铁水预处理脱硫。 （2）铁水预处理三脱，即铁水预处理脱硫、脱硅、脱磷。 铁水预处理脱硫技术开发较早，大概在五六十年代就有一些公司开发实施了这项技术，因为转炉是在氧化性气氛条件下工作的，转炉脱硫率很低或者基本不脱硫，因此进行铁水预处理脱硫也就很顺理成章，容易被广大冶金工作者接受。然而铁水预处理脱磷技术的提出、研发和实施都遇到了很大的阻力。主要因为转炉具有很好大的脱磷条件，有人甚至认为转炉设计的主要任务是脱磷，现在舍弃转炉优越的脱磷条件不用，另外花费一定量的投资新建铁水预处理站进行脱磷是多此一举，实际上武钢至今为开发、实施铁水预处理脱磷也是因为这个原因。 实际情况并不这样，从日本、美国以及我国宝钢太钢实施铁水预处理脱磷的实践证明该项技术具有很大的优点，是钢铁冶金技术的发展方向。 下面的事实有力说明铁水预处理三脱技术是钢铁冶金技术反展的方向，日本目前大的钢铁公司铁水100％进行进行脱硫，60～80％进行脱磷。日本在1967年第一个达到转炉钢产量占全国钢产量50％，也是第一个连铸坯产量超过50％、80％的国家。从某种意义上来讲，日本实行的冶金技术可以说是技术发展的方向。 下面简要介绍(1)铁水预处理脱硫、(2)铁水预处理脱硅、脱磷的技术概况。 1.2.1、铁水预处理脱硫 前已述及转炉不具备脱硫的条件，对一些硫含量比较高的铁水冶炼低硫钢种就比较苦难，因此开发了铁水预处理技术，结合转炉后的炉外精练脱硫，可以冶炼硫含量非常低的钢种如管线钢、薄板等。铁水预处理的工艺路线如图1所示。
转炉炼钢造渣工艺及效果评价 摘要：本文简要介绍了炼钢造渣工艺和钢水脱磷情况，针对炼钢前期脱磷存在的问题，提出了改善造渣操作、降低钢中含磷量的一些技术措施，并对改进造渣工艺后的脱磷效果作出评价。 关键词：转炉炼钢造渣脱磷 磷是钢中常存杂质元素之一。在大多数情况下，磷对钢的质量是有害的，含磷量高时，钢材会形成“冷脆”。所以炼钢最重要的任务之一是在供氧时间内造成具有一定碱度、流动性适中的炉渣，从而把钢中的磷等杂质降低到合适的范围。我根据转炉炼钢造渣与脱磷的原理，提出了改善炼钢厂炼钢造渣与脱磷的一些措施。 一、炼钢成渣原理 造渣是转炉中主要工艺操作之一，控制成渣过程的主要目的是快速成渣。吹炼初期影响石灰溶解的主要原因是在液体炉渣和石灰的界面上首先生成高熔点的2CaO?SiO2，当SiO2含量超过25%时，石灰溶解速度下降，这可能是2CaO?SiO2硬壳生成所致。因此为了加速石灰溶解，必须加入能急剧降低2CaO?SiO2，熔点的溶剂，如矿石、萤石等，形成炉渣。 二、炼钢厂造渣操作与脱磷效果现状 1.造渣料与加入量的确定。 目前炼钢厂常用的炼钢造渣原料有石灰和矿石。 炼钢厂由于金属料装入量波动较大，检测手段不完善，炼钢过程控制还停留在经验控制上，没有计算机辅助计算，监控石灰、矿石加入量主要是炼钢工凭经验判断炉内情况后视炉内温度与渣况加入，未按有关公式事先计算。 2.炉渣碱度取前期、终点渣样分析结果。 3.造渣操作存在的问题与脱磷效果。 （1）造渣材料单一，缺乏化渣助熔剂。 （2）第一批料加入太晚，加入量太少，没有加入化渣剂。
（3）前期起渣时间太晚，炉渣碱度低，脱磷效果差。 三、炼钢造渣工艺的改进 1.造渣料的确定。 石灰的加入量:石灰的加入量必须根据铁水成分、重量，炉渣碱度及吹炼的钢种对磷中、硫的要求，由下列计算公式确定: 石灰的加入量=×R×G铁水×1000 式中：2.14：SiO2/Si=60/28=2.14，G铁水：铁水重量，单位：t，%CaO有效=%CaO石灰―R×%SiO2石灰。根据高炉铁水含量及其变化情况，当Si≤0.8%时，R取3.5，石灰加入量控制在900―1200g；当Si＞0.8%时，R取3.0，石灰加入量控制在1200―1500Kg。作为助熔剂的矿石，其加入量要根据炉内温度和造渣情况而定，一般控制在金属装入量的2―5%。炼钢厂转炉金属装入量在20―21吨，矿石加入量应控制在200―400kg范围。 2.造渣料的加入时间。 渣料的加入数量和时间对化渣速度有直接的影响。具体加入时间、数量参考如表。 在正常的情况下，第一批渣料是在开吹的同时加入第二批料的加入时间一般在硅锰氧化基本结束后，第一批料已基本熔化好，碳焰初起时加入较为合适，第二批料应分小批料多次加入。分小批多次加入对石灰的熔化有利。最后一批料必须在终点拉碳前加完，否则渣料来不及熔化就要出钢，这样对钢质量不利。转炉一般规定终点前3―4分钟加完最后一批渣料。 第二批料加得过早或过晚对冶炼都不利，加得过早，炉内温度过低，第一批渣料还没有完全化好，又加冷料，渣料就更不易熔化了，有时还会造成石灰结坨，影响炉温的提高。加得过晚，正值碳的激烈氧化期，FeO低，当第二批渣料加入后，不仅渣料不易熔化，容易产生金属喷溅，而且由于炉温的降低，抑制了碳的氧化，当炉温再度提高后，就会造成大喷溅。 四、提高脱磷效果 1.脱磷反应原理。 磷在钢液中能够无限溶解，而它的氧化物P2O5在钢中的溶解度很小，因此要去除钢中的磷，首先必须使磷氧化，并使氧化产物能够进入炉渣，其次要把磷
转炉脱磷热力学及双渣操作分析 一、转炉脱磷的冶金条件 众所周知, FeO 和 CaO 是生成稳定磷酸盐的最主要的氧化物。在转炉炼钢中, 我们以 FeO 为氧化剂,以 CaO 为磷氧化产物的稳定剂。通常炼钢脱磷反应如下: 1 在渣钢界面上 ][5][5 (5O Fe FeO += (1 2在与渣相相邻的金属层中 (][5][252O P O P =+ (2 3 在与金属相相邻的渣层中4( ( 4 (5252O P CaO CaO O P ?=+ (3 总反应描述为 []((([]Fe O P CaO CaO FeO P 5445252+?=++ (4 根据萨马林的数据 (5 在式(5中,氧化物和磷酸四钙的活度甩摩尔分数表示。 K p 随温度的升高急剧减小,在 1673 、 1773 和 1873K 下。 K p 相应为 7.8 ×108、 3.5 ×107、 2.1 ×106 。 根据式(5 ,在金属与炉渣平衡的情况下, (6 由式(6可见,促进炉渣对金属脱磷的热力学因素有: 1加人固体氧化剂(铁矿石、铁皮或用高枪位向熔池吹氧以增大 a (FeO 2加入石灰和促进石灰在碱性渣中迅速溶解的物质以增大 a (CaO ,亦即增大自由 CaO (不与酸性氧化物结合的的浓度; 3用更新与金属接触的渣相的方法,亦即放渣和加入 CaO 与 FeO 造新渣的方法来减小4(52O P CaO a ?
4保持适当的低温,因为温度从 1673 增到 1873K ,使反应(4的平衡常数 K p 减小到 1/370 。 应当指出, 上述关于温度对脱磷影响的结论, 仅仅是从热力学观点看是正确 06. 1547008 lg lg 4 (5 ( 4(52-==?T a a K a K CaO FeO p O P CaO p 4 (5 ( 4(52][%CaO FeO p O P CaO a a K a P ?= 的,为了加速脱磷必须有适当的高温,因为高温可以迅速生成高碱度铁质炉渣, 和保证得到均质流动的炉渣使传质过程加速。 我们引入脱磷指数 L P —熔渣的脱磷在渣—铁间的分配比作为衡量熔渣的脱磷能力的大小,其值越大则表明熔渣的脱磷能力越大。 L P 可由如下反应式推得 2[P]+5[O]=(P 2O 5 (7 [][] 5 5 2 2
钢铁行业 一．我国钢铁行业简介 我国是世界上最早进行钢铁冶炼的国家之一，在公元前6世纪前后，中国就发明了生铁冶炼技术，到春秋战国时期，基本掌握了块炼铁、铸铁和炼钢技术。 进入工业大革命时期以后，随着工业发展需要和电炉炼钢，连铸技术的发展，钢铁冶炼技术大大提高，全球钢铁产钢量大幅度提高。建国后，我国先后从西德和日本引进大量的先进的冶炼设备和工艺，从而改善了国内钢铁冶炼落后的形势，到20009年国内生产粗钢5.65亿吨，连续10年居世界之首。 我国有大小钢铁企业几百家，主要的钢铁企业有：宝钢、首钢、鞍本、武钢、河北钢铁、山东钢铁、沙钢、包钢、攀钢、马钢、太钢等等。 和分类 二. 钢铁的定义 钢铁的定义和分类 钢铁从本质上都是铁和碳的化合物，其中还有微量的磷、硫、硅和锰等元素。生铁、熟铁和钢的主要区别在于含碳量上，含碳量超过2％的铁，叫生铁；含碳量低于0.05％的铁，叫熟铁；含碳量在0．05％－2％当中的铁，称为钢。 钢铁的分类方式很多，常用分类如下。 (1) 按品质分类：普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）；优质钢（P、S均≤0.035%）；高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）。
（2）按化学成份分类：①碳素钢【低碳钢C≤0.25%）、中碳钢（C≤0.25~0.60%）、高碳钢（C≤0.60%）】②合金钢：【低合金钢（合金元素总含量≤5%）、中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）、高合金钢（合金元素总含量＞10%）】。 （3）按成形方法分类：锻钢、 铸钢、 热轧钢、冷拉钢。 （4）按钢的用途分：结构钢、工具钢、特殊钢、专业用钢。 三. 钢铁的冶炼钢铁的冶炼流程流程流程和主要设备和主要设备 一般来说，钢铁的冶炼大致分为四个过程：炼铁、炼钢、热轧、冷轧。 宝钢钢铁产品冶炼工艺流程
铁水预处理脱磷技术 一铁水预处理脱磷的意义、背景、基本情况 1.1磷是绝大多数钢种中的有害元素，容易在晶界偏析,引起钢的低温脆性和回火脆性。近年来, 随着科学技术的迅速发展, 用户对钢质量的要求不断提高。例如, 对于低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚板用钢,除了要求极低的硫含量以外, 也要求钢中的磷含量< 0.101 %或0.1005 %。 此外, 为了降低氧气转炉钢的生产成本和实行少渣炼钢, 也要求铁水磷含量<0.1015 %。因此, 80 年代以来许多冶金工作者致力于研究铁水的预处理脱磷问题, 开发了各种处理方法。 铁水预脱磷处理可以分为氧化脱磷和还原脱磷,目前,各钢厂普遍采用氧化脱磷工艺。脱磷方法根据脱磷剂不同分为SARP法、铁水罐法、ORP法、转炉法和NRP法等。常用的两类: 一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷车中进行脱磷; 另一种是在转炉内进行铁水脱磷预处理。这两种方法在工业上均得到了实际应用。 1.2在铁水预处理脱磷发展初期，是有许多专家学者持反对意见的。其原因如前所述，转炉具有较好的脱磷条件，铁水脱磷多一个工艺环节没有必要。但是后来实行的结果证明，实行铁水预处理脱磷具有一系列优点。 (1)降低铁水中的磷含量，减轻转炉负担，缩短转炉冶炼周期，提高转炉产量。同时可以减少转炉渣量，节省转炉造渣成本。 (2)可以冶炼低磷钢种，提高钢种规格，提高钢的质量。 (3)可以使高炉原料放宽，特别是可以使用磷含量高的铁矿石。这对于当前优质铁矿石资源越来越紧张、价格越来越高的形势下，更具有实际且重要的意义。 1.3铁水预处理脱磷的粉剂为：CaO42％-Fe2O346%-CaF212%。这一配比使最基本的配比，一般情况下还加入Al2O3，以减少CaF2的用量，此时的配比为：CaO40％-Fe2O344%-Al2O310％-CaF26%。用量大约为吨铁水35公斤。 铁水预处理脱磷在鱼雷罐车或铁水包内进行，用浸入式喷枪喷吹粉剂，载气是空气或富氧空气，脱磷过程中伴随着一定的温降，加上脱硫时的温降使铁水降温的幅度较大，如铁水的温度低于某一温度时，影响转炉的吹炼。这是铁水预处理过程中需要重视的问题。解决的办法之一是缩短吹炼时间、增加氧气的用量，在采用钝化石灰后，使喷吹比较顺利，可以缩短处理时间。 铁水预处理脱磷过程中会形成大量的渣，这些渣进入转炉会影响转炉的造渣和冶炼，所以必须设立扒渣站。 铁水预处理脱硅、脱磷是氧化的过程，脱硅脱磷后铁液中C、Si、Mn含量大幅度降低，特别是铁水中的硅已氧化完。这给转炉冶炼带来一定的困难，因为转炉造渣需要一定量的酸性物质SiO2，才能使加进去的渣料主要是CaO快速溶解。现在经过铁水预处理之后，转炉的功能由原来主要是脱磷脱碳变为主要是脱碳，转炉的功能简化了，吹炼时间缩短了，渣量减少了。这可以提高生产效率，对环保也有利。
钢铁生产工艺流程 炼焦生产流程：炼焦作业是将焦煤经混合，破碎后加入炼焦炉内经干馏后产生热焦碳及粗焦炉气之制程。资源来源：台湾中钢公司网站。 烧结生产流程：烧结作业系将粉铁矿，各类助熔剂及细焦炭经由混拌、造粒后，经由布料系统加入烧结机，由点火炉点燃细焦炭，经由抽气风车抽风完成烧结反应，高热之烧结矿经破碎冷却、筛选后，送往高炉作为冶炼铁水之主要原料。资源来源：台湾中钢公司网站。 高炉生产流程：高炉作业是将铁矿石、焦炭及助熔剂由高炉顶部加入炉内，再由炉下部鼓风嘴鼓入高温热风，产生还原气体，还原铁矿石，产生熔融铁水与熔渣之炼铁制程。资源来源：台湾中钢公司网站。 转炉生产流程：炼钢厂先将熔铣送前处理站作脱硫脱磷处理，经转炉吹炼后，再依订单钢种特性及品质需求，送二次精炼处理站(RH真空脱气处理站、Ladle Injection盛桶吹射处理站、VOD真空吹氧脱碳处理站、STN搅拌站等)进行各种处理，调整钢液成份，最后送大钢胚及扁钢胚连续铸造机，浇铸成红热钢胚半成品，经检验、研磨或烧除表面缺陷，或直接送下游轧制成条钢、线材、钢板、钢卷及钢片等成品。资源来源：台湾中钢公司网站。 连铸生产流程：连续铸造作业乃是将钢液转变成钢胚之过程。上游处理完成之钢液，以盛钢桶运送到转台，经由钢液分配器分成数股，分别注入特定形状之铸模内，开始冷却凝固成形，生成外为凝固壳、内为钢液之铸胚，接着铸胚被引拔到弧状铸道中，经二次冷却继续凝固到完全凝固。经矫直后再依订单长度切割成块，方块形即为大钢胚，板状形即为扁钢胚。此半成品视需要经钢胚表面处理后，再送轧钢厂轧延。资源来源：台湾中钢公司网站。 热轧生产流程。 热轧生产流程。资源来源：台湾中钢公司网站。 热轧生产流程>第一热轧钢带生产流程：热轧钢带工场主要制程是将扁钢胚加热后,经粗轧机及精轧机轧延成钢带,并以层流冷却系统喷水冷却至适当温度,再由盘卷机卷成粗钢卷。资源来源：台湾中钢公司网站。 热轧生产流程>一号调质重卷线布置图：主要功能为将原料钢卷上线解卷、调质轧延、分切、重卷及包装为成品H.R COIL 或H.R BAND〔HR BAND 未调质轧延〕。资源来源：台湾中钢公司网站。 热轧生产流程>二号调质重卷线布置图：主要功能为将原料钢卷上线解卷、调质轧延、分切、重卷及包装为成品H.R COIL 或H.R BAND〔HR BAND 未调质轧延〕。资源来源：台湾中钢公司网站。 热轧生产流程>酸洗涂油线设备布置图：主要功能为将原料钢卷上线解卷、焊接、整平、酸洗、调质轧延、切边、涂油、分切及包装为成品酸洗钢卷。资源来源：台湾中钢公司网站 热轧生产流程>第二热轧钢带生产流程：热轧钢带工场主要制程是将扁钢胚加热后,经粗轧机及精轧机轧延成钢带,并以层流冷却系统喷水冷却至适当温度,再由盘卷机卷成粗钢卷。资源来源：台湾中钢公司网站。
济钢低温低硅铁水脱磷的工艺实践 【摘要】针对转炉冶炼低温低硅铁水终点磷含量偏高的现象，从冶炼前期成渣条件、氧枪吹炼枪位等几方面因素对脱磷的影响进行了分析。通过改善化渣条件、采取留渣操作和低温操作等相应措施，有效降低了终点钢水中的磷含量。 【关键词】转炉；低温低硅铁水；脱磷 【Abstract】Aiming at the phenomenon that high phosphorus content exist at the endpoint of smelting low silicon hot metal at low temperature in converter，we analysis a few factors which influence dephosphorization， such as the condition of early stage of the smelting slag， lance position of oxygen lance blowing gun. By improving the condition of slag and taking slag operation and low temperature operation， we reduced phosphorus content in the end of molten steel effectively. 【Key words】Converter；Low silicon hot metal at low temperature；Dephosphorization 低温低硅铁水的入炉给转炉操作带来了极大的困难，具体表现在炉渣化不透，中期返干严重，终点磷易出格，从而增加了后吹或点吹概率，影响着钢水的质量及转炉的寿命，增加了原料消耗，对降低成本非常不利。低温低硅铁水的冶炼还容易粘氧枪、烟道以及炉口，大大增加了工人的劳动强度，严重时甚至会打乱铸机节奏，造成被迫性停浇，产生生产事故。 为了解决这一生产难题，济钢炼钢厂210炼钢车间根据实际生产条件，通过原因分析、大量实践摸索，指定了一系列工艺优化措施，化渣效果得到改善，有效地解决了脱磷困难及粘枪的问题。 1 生产概况 2 磷高主要原因分析 2.1 化渣不良 转炉冶炼过程发生在钢渣间的脱磷反应主要是[1]： 4（CaO）+5（FeO）+2[P]=（4CaO?P2O5）+5[Fe]+Q（1） 有利于脱磷的条件为：低温、高碱度、高（FeO）、大渣量、良好的炉渣流动性。脱磷反应是强放热反应，在影响脱磷的诸多因素中，温度表现得尤为明显，控制好温度是脱磷的关键[2]。同时，炉渣良好的流动性对提高渣钢接触面积，促进脱磷具有积极的作用。而脱磷的最佳时期是冶炼前期，而能否尽快形成具有一定流动性和碱度的初期渣尤其关键。 但成渣的条件必须有充分的搅拌、适当高的熔池温度，这是促进脱磷反应的动力学条件。没有足够的温度，渣子不能熔化，即使能够熔化，如果温度不够高，渣子的流动性不好，仍
钢铁的冶炼原理及生产工艺流程 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。 1、高炉炼铁的冶炼原理（应用最多的） 一）炼铁的原理（怎样从铁矿石中炼出铁）用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。铁氧化物（Fe2O3、Fe3O4、FeO）+还原剂（C、CO、H2）铁（Fe） 二）炼铁的方法 （1）直接还原法（非高炉炼铁法） （2）高炉炼铁法（主要方法） 三）高炉炼铁的原料及其作用 （1）铁矿石：（烧结矿、球团矿）提供铁元素。 冶炼一吨铁大约需要1.5—2吨矿石。 （2）焦碳： 冶炼一吨铁大约需要500Kg焦炭。 提供热量；提供还原剂；作料柱的骨架。 （3）熔剂：（石灰石、白云石、萤石）
使炉渣熔化为液体；去除有害元素硫（S）。 （4）空气：为焦碳燃烧提供氧。 2、工艺流程 生铁的冶炼虽原理相同，但由于方法不同、冶炼设备不同，所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。 高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。 生铁是高炉产品（指高炉冶炼生铁），而高炉的产品不只是生铁，还有锰铁等，属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。 高炉炼铁的特点：规模大，不论是世界其它国家还是中国，高炉的容积在不断扩大，如我国宝钢高炉是4063立方米，日产生铁超过10000吨，炉渣4000多吨，日耗焦4000多吨。
钢铁企业工艺流程文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
钢铁企业工艺流程 钢铁生产的工艺流程大致分为：选矿，烧结，焦化，炼铁，炼钢，连铸，轧钢等过程；辅助系统有：制氧/制氮，循环水系统，烟气除尘及煤气回收等。 原煤 粉状含 铁原料 铁矿原料 物料 流线 能源 流线钢成品 1选矿 1.1工艺介绍 选矿是冶炼前的准备工作，从矿山开采下来矿石以后，首先需要将含铁、铜、铝、锰等金属元素高的矿石甄选出来，为下一步的冶炼活动做准备。 1.2工艺流程 选矿一般分为破碎、磨矿、选别三部分。其中，破碎又分为：粗破、中破和细破；选别依方式不同也可分为：磁选、重选、浮选等。
1.3原料 原矿石。 1.4产物 铁精矿。 1.5设备 矿石破碎设备：颚式破碎机、锤式破碎机。 磨矿工艺设备：球磨机、螺旋分级机。 选别工艺设备：浮选机、磁选机。 2烧结 2.1工艺介绍 为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀，并且保证高炉的透气性，需要把选矿工艺产出的铁精矿制成10-25mm的块状原料。 铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。 铁矿粉造块的目的： 去除有害杂质，回收有益元素，保护环境； 综合利用资源，扩大炼铁用的原料种类； 改善矿石的冶金性能，适应高炉冶炼对铁矿石的质量要求。
2.2工艺流程 2.2.1烧结法 烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石 灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣按一定配比混匀。经烧结而成的有足够强度和粒度 的烧结矿可作为炼铁的熟料。 烧结矿生产流程：烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理。 2.2.2球团法 球团是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿 的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶 金性能的球型含铁原料。 球团矿生产流程：原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品 和返矿处理 2.3原料 含铁原料：含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。 熔剂：要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。 燃料：主要为焦粉和无烟煤。对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。 2.4产物 烧结矿和球团矿
【本章学习要点】本章学习铁水预处理脱硫的优点，常用脱硫剂种类及其反应特点，脱硫生产指标，KR法脱硫的生产工艺流程和脱硫的基本操作，混铁车喷吹脱硫的工艺特点和工艺操作。 第一节铁水预脱硫的概念和优点 铁水预处理，炼钢生产中主要是指铁水在进入转炉之前的脱硫处理。广义的铁水预处理是指包括对铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱处理，另外还有特殊铁水的预处理，如含V铁水的提V等。 铁水脱硫是二十世纪70年代发展起来的铁水处理工艺技术，它已成为现代钢铁企业优化工艺流程的重要组成部分。铁水脱硫的主要优点如下： 1.铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。 2.铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱致较低的水平。 3.铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的分配系数，有利于脱硫。 4.铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。 5.铁水脱硫的费用低，如在高炉、转炉、炉外精炼装置中脱除一公斤硫，其费用分别是铁水脱硫的2.6、1 6.9和6.1倍。 6.铁水炉外脱硫的过程中铁水成份的变化，比炼钢或钢水炉外处理过程中钢水成份的变化对最终的钢种成份影响小。 采用铁水脱硫，不仅可以减轻高炉负担，降低焦比，减少渣量和提高生产率，也使转炉也不必为脱硫而采取大渣量高碱度操作，因为在转炉高氧化性炉渣条件下脱硫是相当困难的。因此铁水脱硫已成为现代钢铁工业优化工艺流程的重要手段，是提高钢质量、扩大品种的主要措施。 早期的铁水脱硫方法有很多种：如将脱硫剂直接加在铁水罐罐底，靠出铁铁流的冲击形成混合而脱硫的铺撒法。也有将脱硫剂加入装有铁水的铁水罐中，然后将铁水罐偏心旋转或正向反向交换旋转的摇包法。之后逐步发展至今天采用的KR搅拌法及喷枪插入铁水中的喷吹法。 第二节常用脱硫剂及脱硫指标 一、常用脱硫剂 经过长期的生产实践，目前选用作为铁水脱硫剂的主要是Ca、Mg、Na等元素的单质或化合物，常用的脱硫剂主要有： Ca系：电石粉（CaC2）、石灰（CaO）、石灰石（CaCO3）等 Mg系：金属Mg粉 Na系：苏打（Na2CO3） 二、常用脱硫剂反应特点 1.电石粉 碳化钙脱硫反应为 用CaC2脱硫有如下特点： 1)在高碳系铁水中，CaC2分解出的Ca离子与铁水中的硫有极强的亲和力。因此CaC2 有很强的脱硫能力，在一定的铁水条件下，用CaC2脱硫，脱硫反应的平衡常数可达6.9×105，反应达到平衡时，铁水中硫含量可达4.9×10-7。
转炉炼钢脱磷工艺的探讨 [摘要]本文从脱磷的热力学分析入手，对冶炼过程中温度、炉渣碱度、渣中（FeO），等对磷含量的影响进行了探讨。同时探讨了回磷的原因、影响的因素和防止的措施。 【关键词】转炉炼钢；脱磷工艺；探讨 磷在钢中是以【Fe3P】或【Fe2P】形式存在，一般以【P】表示。磷含量高时，会使钢的朔性和韧性降低，即使钢的脆性增加，这种现象低温时更严重，通常把它称为“冷脆”。且这种影响常常随着氧，氮含量的增加而加剧。磷在连铸坯中的偏析仅次于硫，同时它在铁固溶体中扩散速度又很小。不容易均匀化，因而磷的偏析和难消除。由于炼铁过程为还原性气氛，脱磷能力较差。因此脱磷是炼钢过程的重要任务之一。在20世纪90年代中后期，为解决超低磷钢的生产难题，世界上各大钢厂都曾经进行过转炉铁水脱磷实验研究。 1、铁水预处理方法 1.1喷吹苏打粉处理 日本住友公司鹿岛厂开发的“住友碱精炼法”是成功用于工业生产的苏打精炼法。 工艺流程：从高炉流出的铁水先经脱硅处理，即将高炉铁水注入混铁车内，用氮气输送和喷吹烧结矿粉，喷入量为每吨铁水40公斤，最大供粉速度为每分钟400公斤，最大吹氧量为每分钟50立方米，脱硅量约为0.4%。脱硅处理后的铁水硅含量可降到0.1%以下。然后用真空吸渣器吸出脱硅渣，进行脱磷处理，以氮气为载气向铁水中喷入苏打粉，苏打粉用量为每吨18公斤，最大供粉量为每分钟250公斤，最大吹氧量为每分钟50立方米，处理后铁水中【P】≤0.001%，【S】≤0.003%，再用真空吸渣器吸出脱磷渣，并将其送到苏打回收车间，经水浸后可回收约80%的Na2O，最后将处理过的铁水倒入转炉冶炼。 1.2喷吹石灰系熔剂处理 由于石灰系熔剂具有成本低，对环境污染小的优点，因此受到重视，并不断对其深入研究，以使其满足精炼铁水的需要。 工艺流程：向高炉铁沟中加入铁磷进行脱硅处理，加入量为每吨铁水27公斤，处理后铁水含硅量由0.5%降到0.15%，氧的利用率为80%-90%。脱硅后的铁水流入混铁车中，并与混铁车内上一炉脱磷脱硫渣混合，待渣与铁分离后扒渣。然后，向混铁车内铁水中用氮气为载气体，流量为每分钟为3-5立方米，喷入石灰熔剂。处理后温度为13500C左右，处理时间25分钟。将处理后的铁水倒入转炉，在转炉内进一步脱磷，可使钢中【P】≤0.001%。 2、转炉冶炼过程中脱磷 2.1氧化脱磷 磷在钢液中能够无限溶解，。而它的氧化物P2O5在钢液的溶解度却很小，因此，要除去钢中的磷，可设法使磷氧化生成P2O5进入炉渣，并固定在渣中。炼钢过程中的脱磷反应在渣—钢界面和氧气顶吹转炉的乳浊液中，是被渣中FeO 氧化，其反应为： 2【P】+5（FeO）= （P2O5）+5【Fe】 △G0=-1495194+684.92T（J/mol） 生成的P2O5的密度较小，几乎不溶于钢液，所以一旦生成即上浮转入渣相。
万方数据
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铁水脱磷工艺分析研究 作者：张飞虎， 游香米， ZHANG Fei-hu， YOU Xiang-mi 作者单位：张飞虎,ZHANG Fei-hu(中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆,400013)， 游香米,YOU Xiang-mi(国家钢铁冶炼装备系统集成工程技术研究中心,重庆,401122) 刊名： 工业加热 英文刊名：Industrial Heating 年，卷(期)：2012,41(4) 参考文献(8条) 1.MARUKAWA K;ANEZAKO S;YAMAZAKI I Some Phenomena during Dephosphorization of Hot Metal by Soda Ash in 400 t Torpedo Car 1983 2.冯聚和;艾立群;刘建华铁水预处理与钢水炉外精炼 2008 3.YAMASE O;IKEDA M;FUKUMI J Industrialization of a New Steelmaking Process Utilizing Hot Metal Pretreatment and Smelting Reduction 1988(02) 4.KAWASAKI S;HIRAHASHI H;AOKI M Improving of the Refining Process around Combined Blowing Converter in Kobe Works 1990 5.MATSUO T;MASUDA S Dephosphorization of Hot Metal in a Top and Bottom Blowing Converter with Bof-slag-based Flux 1990 6.康复;陆志新;蒋晓放宝钢BRP技术的研究与开发[期刊论文]-钢铁 2005(03) 7.SAKAKI K;NAKASHIMA H;OKUMURA H Investigation of Dephosphorization Reaction by Injecting Limebased Fluxes and Iron Oxides into Hot Metal in Torpedo Ladle 1983 8.朱卫民;李宏鸣320吨混铁车铁水"三脱”试生产实绩分析 1992(04) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/267175619.html,/Periodical_gyjr201204019.aspx