转炉脱磷和深脱磷
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转炉炼钢过程脱磷和吹氧模型的研究
本文在探讨转炉炼钢过程脱磷和吹氧模型这一课题上,采用相应的理论与方法,进行实质性的研究,以下为研究内容:
一、脱磷原理
1.1 基本原理
脱磷是指通过控制钢水的外部条件,如温度和含氧量,来通过催化、吸收、溶解等捕猎惰性气体硫气、氮气和磷气等来控制钢的含磷量的过程。
1.2产物的特点
脱磷控制的特征表现在钢中:能够改善钢的组织,增强钢各类性能。
此外,在循环利用时能够降低使用成本等,可以节约大量能源,以及节约原材料,节约环境资源。
二、吹氧原理
2.1基本原理
吹氧是指通过在转炉内注入氧气,改变熔炼中炉温、熔炼介质和各种杂质等,从而改变冶炼过程中的微观结构,改善钢液表面及内部性能的一种方法。
它的具体操作有保温、抽渣、预压力氧化等。
2.2产物的特点
吹氧这种技术有以下优点:促进了钢水的清洁化,达到精炼的目的;能够提高钢的物理力学性能;可以增强钢的抗蚀性,延长使用寿命,降低成本,更可以减少污染,改善周围环境。
三、在未来研究方向
未来研究将重点关注以下几个方面:一是通过对转炉炼钢过程脱磷和吹氧模型的进一步研究,完善控制入炉材料和排放检测。
二是将脱磷和吹氧的技术结合在一起,实现高效减污,提高入炉材料和钢水的质量。
三是重点研究不同材料的脱磷和吹氧技术,提高技术水平,以实现更有效的节能降耗、污染减排和优化产品。
10、脱磷的基本条件是什么?脱磷反应是钢渣间的反应,其反应方程式为:4(CaO)+2[P]+5(FeO)=(4CaO·P2O5)+5FeO在顶吹转炉中,脱磷主要是在泡沫渣中及冲击区内的钢渣乳化液中进行。
影响脱磷的主要因素是:(1)炉渣碱度的影响渣中CaO越高,分配比越高,脱磷能力就强。
CaO的脱磷作用在于:它能使P2O5生成更加稳定的磷酸钙,但炉渣中的SiO2与CaO的结合能力更强,更易生成硅酸钙。
因此,只有自由的(2)(FeO)的影响增加渣中FeO含量,将提高脱磷能力。
这是因为(FeO)可以氧化钢液中的磷生成P2O5;(FeO)还可以使石灰溶解,提高炉渣碱度;在低温下(FeO)还可与P2O5生成复杂化合物:3(FeO)+(P2O5)=(3FeO·P2O5)可以起到稳定(P2O5)的作用。
但(FeO)过高对脱磷不利。
(3)温度的影响脱磷反应是一个强的放热反应,降低温度使KP增大,从而与利于脱磷。
(4)渣量的影响渣量并不影响脱磷的分配比LP,但增加渣量意味着稀释了(P2O5)的浓度,即增加渣量可降低钢中的含磷量[P%]。
(5)粘度的影响炉渣有适当的粘度可使渣中的金属液滴数量增加,金属液滴在渣中的停留时间延长,有利于磷的去除。
防止回磷的措施有那些?
防止回磷的措施有:(1)出钢尽量减少出钢时带渣;(2)采用碱性包衬,减少因钢包侵蚀而降低炉渣碱度;(3)出钢过程中向钢包投入少量石灰粉,稠化渣子保持碱度;(4)出钢完毕时,尽量减少钢水在钢包中的停留时间。
转炉熔渣气化脱磷循环炼钢关键技术开发及应用转炉熔渣气化脱磷循环炼钢关键技术开发及应用近年来,随着工业化进程的不断发展,钢铁行业作为重要的基础产业之一,对环境保护和资源利用提出了更高的要求。
炼钢过程中的熔渣是一种含有大量磷元素的高温废弃物,若不能有效处理,将对环境造成严重的污染。
为了解决这一问题,转炉熔渣气化脱磷循环炼钢技术应运而生。
本文将深入探讨该技术的关键技术开发及应用。
一、转炉熔渣气化脱磷循环炼钢技术的概念与原理转炉熔渣气化脱磷循环炼钢技术是一种通过将炼钢过程中产生的熔渣进行气化处理,将熔渣中的磷元素转化为磷酸氢盐,并通过回收再利用的方式达到脱磷的目的的一种技术。
该技术主要包括气化反应、循环过程和脱磷回收等关键步骤。
在气化反应阶段,炼钢转炉熔渣经过预处理后注入气化炉中,与高温气体发生反应,产生气体燃料和磷酸氢盐。
这一阶段实质上是一种高温熔融质和气体的化学反应过程,需要掌握适当的气化温度和反应剂的选择。
在循环过程中,磷酸氢盐在炉内高温环境中发生水解反应,释放出磷酸和H2O。
磷酸部分被回收,用于炼钢过程中的脱磷处理,而水分则通过水蒸汽的形式排出。
这一过程实质上是一种有效的循环利用,使得磷元素得到了最大程度的回收再利用。
在脱磷回收阶段,磷酸与转炉熔渣中的磷元素发生反应,形成难溶性的磷酸盐,并通过物理分离的方式进行回收。
脱磷回收的效率与磷酸的浓度、反应时间和反应温度等因素密切相关,要实现高效的脱磷回收,需要综合考虑这些因素的影响。
二、转炉熔渣气化脱磷循环炼钢技术的关键技术开发转炉熔渣气化脱磷循环炼钢技术的关键技术开发主要包括反应器设计、催化剂研发、废气处理以及磷酸盐回收等方面。
反应器设计是该技术的核心环节。
反应器设计需要考虑到温度、压力、反应物料的流动性以及反应过程中产生的废气排放等因素,以确保反应器能够稳定运行,同时兼顾能效和安全性。
催化剂的研发对于反应过程中的效率和选择性具有重要影响。
催化剂的选择应考虑到催化活性、选择性和稳定性等因素,以提高反应速率和产物质量,并减少不良反应的产生。
吹炼过程中的脱磷和脱硫摘要:炼钢过程中的脱磷及脱硫所必须具有的条件、影响它的因素。
1前言炼钢过程中,脱碳是至关重要的,对于铁水中。
含有的有害元素S、P的去除则更为重要。
虽然近年来铁水预处理技术有很大的发展,减轻了转炉炼钢过程中的脱磷和脱硫任务但是在吹炼过程中硫、磷的去除仍应该引起我们的高度重视,否则会影响的质量。
2吹炼过程中的脱磷磷是易氧化元素,在转炉吹炼前期发生氧化反应:2[P]+5(FeO)=(P2O5)+5Fe然后,再于渣中的(CaO)反应,生成稳定的化合物(P2O5)+n(CaO)=n(CaO. P2O5)冶炼中磷的氧化去除反应为:2[P]+5(FeO) +n(CaO)= n(CaO. P2O5)+5Fe式中n为3或4,炉渣中的(FeO)和(CaO)越多,越利于磷的去除。
吹炼达到终点时由于钢水温度升高,钢液中含碳量不同,对渣中(FeO)含量有影响。
因而影响终点磷含量。
在工业生产中,为了减少回磷现象,通常的办法是保证冶炼后期炉渣为高碱度,并化好渣,适当保持一定的(FeO)含量,以便稳定去磷效果。
为了去磷,吹炼过程中,应根据去磷的热力学条件,首先要搞好前期渣,尽快形成高氧化性的炉渣,以利于前期低温去磷。
而在吹炼后期要控制好炉渣碱度和渣中的(FeO),以利于后期高温、高碱度、高(FeO)脱磷。
当脱磷反应达到平衡时,用浓度来表示的平衡常数为:Kp= (P2O5)/[p]2(FeO)5(CaO)4常用磷在炉渣和金属中的分配比来表示脱磷能力,其表示方法很多。
常用L p=(P2O5)或Lp= (P2O5)/ [p].Lp越大,炼钢过程中脱磷能力也越大。
平衡常数和温度的关系:Lg=51875/T-33.16从脱磷反应的反应式、平衡常数及温度关系,可知影响脱磷的因素有:2.1炉渣碱度的影响。
由分配比公式可知:渣中的CaO越高,分配比越高,脱磷能力就越强。
CaO的脱磷作用在于:它能使P2O5生成稳定的磷酸钙。
转炉炼钢脱磷工艺理论与实践摘要:中国的钢铁生产领先于世界,现在正是处在从钢铁大国到强国的高速发展阶段,许多炼钢技术在国际上拥有领头地位。
判断钢铁品质好坏关键指标就是其中的磷含量。
脱磷效果是否良好决定了产钢是否符合标准。
本文主要介绍转炉炼钢厂脱磷工艺的原理,并融合炼钢实际操作对脱磷工艺中的注意事项进行详细介绍。
关键词:转炉炼钢;磷含量;炉外脱磷前言:全球使用范围最广的金属材料就是钢铁,是现代建筑不可或缺的生产材料。
钢材加工有冷热加工两种,按照途可将钢铁分为结构钢,工具钢,特种钢,专业钢等,加工方法。
因为生产方式的多样化就对非金属元素的要求非常严格,其中主要为磷元素,它的含量是钢材质量是否达标的重要指标。
恰当的磷含量能增加钢的强性,但对于大部分的钢来说,磷都是一个有危害的元素,高磷量会使钢的可塑性减弱,可焊性和冲击韧性变低。
有研究表明,在钢水凝固过程中,磷的偏析集中在晶界,从而引起钢在低温环境下的脆性,将这种现象叫做“冷脆” 。
磷含量对钢的影响是如此之大,以至于即使极少的磷(0.01%)也会引发钢的低温脆性。
所以要求普通钢的磷含量小于0.04%。
像寒冷地区的钻井平台,船舶,钢轨,钢制轴承零件,液化气管道等要求钢的磷含量应小于0.03%。
脱磷反应是转炉炼钢过程中重要的物理化学反应,也是转炉炼钢的基本任务之一。
本文依据最常用的转炉炼钢工艺介绍脱磷工艺原理,并与实际情况相融合表明脱磷工艺中的注意事项。
1磷的来源与存在形式铁矿石含大量磷,磷在高炉炼铁中几乎都进到了铁水里,铁水中磷的含量和铁矿石中磷的含量成正比,冶炼的生铁中磷含量可达2.0%以上。
此外,在炼钢过程中加入铁合金也会带来许多磷。
磷在铁水中大多以元素形式存在,一小部分为磷化物。
2 转炉炼钢脱磷原理与条件2.1 转炉炼钢脱磷原理在转炉吹炼过程中,铁水中的磷被氧化成P 2O 5变成炉渣。
P 2O 5是一种酸性含氧物质,能和炉渣中的碱性含氧物质FeO 、CaO 、 MnO 、MgO 等形成磷酸盐化合物。
转炉留渣脱磷工艺实践摘要:留渣操作就是将炼钢转炉上一炉所形成的高温、高碱度、含有一定量FeO 的终渣全部或部分留在炉内,实践证明,实施留渣操作,转炉车间的造渣料消耗得到大幅降低,高拉碳比例得到了提高,转炉冶炼终点碳的升高,从而使诸多转炉技术经济指标得到优化,钢铁料消耗有所降低、合金料成本得到降低、脱氧剂成本得到降低、炉况得到好转耐材消耗降低,同时也提高了钢水质量。
通过实施留渣操作转炉冶炼吨钢成本得到降低。
转炉留渣操作,从而达到了降低转炉冶炼成本的目的。
关键词:转炉;脱磷;留渣磷是大多数钢种的有害元素,易造成钢材冷脆。
随着用户对钢材性能要求越来越高,各行业对钢材的磷质量分数和洁净度要求更加严格,大量优质钢要求磷质量分数低于0.015%,一些超低磷钢要求磷质量分数低于0.005%。
大部分优质钢由电炉进行生产,相比电炉冶炼,转炉生产高碳低磷钢具有低成本、高效的优点,如何提高转炉脱磷效率和转炉高拉碳合格率成为转炉产品结构调整的关键。
1实验原理转炉生产普碳品种原来采用的是不留渣单渣模式,此种冶炼模式操作简单,技术成熟,目前被广泛采用,但存在钢铁料消耗以及辅料成本相对较高的缺点,采用留渣单渣法能够很好解决单渣法冶炼普碳品种的不足,但是留渣单渣法主要存在兑铁喷溅安全隐患,以及终点渣循环利用磷富集影响过程脱磷等难点。
为了能有效解决留渣单渣法工艺难点,攻关组进行了理论测算和针对性的试验。
2转炉留渣脱磷工艺措施2.1炉渣循环利用次数的影响转炉终渣P含量较高,循环利用过程中转炉中P负荷越来越高,脱P越来越困难,循环利用炉次较多时,不但造成渣量过大,冶炼过程容易出现喷溅,还会使辅料消耗大大增加,因此选择合适的炉渣循环利用次数尤为关键。
为选择合适的炉渣循环利用次数,进行了小规模试验,试验中得出了天钢铁水条件下,炉渣循环利用次数与渣量之间的关系,从而得出合适的炉渣循环利用次数为6-7炉。
脱P反应能否充分进行,反应过程中动力学条件很重要,而转炉冶炼过程中提供动力学条件的除氧枪外,转炉底吹作用也很重要。
转炉脱磷少渣炼钢工艺技术发展与现状概述引言钢铁是现代社会重要的基础材料之一,而磷是钢铁中的一个有害杂质。
传统的炼钢工艺中,磷的含量往往难以控制,导致钢材性能下降。
为了解决这个问题,转炉脱磷少渣炼钢工艺被广泛应用。
本文将对转炉脱磷少渣炼钢工艺的发展与现状进行概述。
转炉脱磷少渣炼钢工艺的原理转炉脱磷少渣炼钢工艺是通过将含有磷的原料在高温下与氧化剂反应,将磷转化为易脱离熔渣的磷酸盐,从而实现脱磷的目的。
其基本原理如下:1.熔融脱磷:在高温条件下,钢中的磷溶解于熔渣中,通过加入适量的熔剂,形成易分离的磷酸盐熔渣。
2.氧化脱磷:在高温条件下,将空气、氧气或含氧气的气体通入转炉中,氧化钢中的磷,将其转化为磷酸盐。
3.过渡氧化脱磷:在转炉炉脱磷过程中,通过在转炉中加入适量的铁素体,将磷转化为铁磷,再将其转化为磷酸盐。
转炉脱磷少渣炼钢工艺的发展历程转炉脱磷少渣炼钢工艺起源于20世纪50年代,经过多年的研究和改进,逐渐成熟并得到广泛应用。
其发展历程主要包括以下几个阶段:1.早期工艺的发展:早期的转炉脱磷少渣炼钢工艺主要采用人工喷镁的方式进行脱磷,但由于操作不稳定、生产效率低等问题,限制了其在实际生产中的应用。
2.化学脱磷工艺的应用:20世纪60年代,化学脱磷工艺开始应用于转炉脱磷少渣炼钢中。
该工艺是通过加入一定比例的化学试剂,如石灰石、白云石等,与熔渣中的磷反应,形成易分离的磷酸盐。
3.氧化脱磷工艺的引入:20世纪70年代,随着氧气和氧气枪在炼钢工艺中的应用,氧化脱磷工艺得到了推广。
该工艺是通过在转炉中加入氧气,氧化钢中的磷,将其转化为磷酸盐。
4.过渡氧化脱磷工艺的发展:20世纪80年代,随着对转炉脱磷少渣炼钢工艺的进一步研究和优化,过渡氧化脱磷工艺得到了广泛应用。
该工艺是通过在转炉中加入铁素体,将磷转化为铁磷,再将其转化为磷酸盐。
5.现代工艺的创新与应用:近年来,随着科技的进步和钢铁工业的发展,转炉脱磷少渣炼钢工艺逐渐采用自动化控制、机器学习等现代技术,提高了工艺的稳定性和生产效率。
底吹转炉钢中磷含量的控制与减少方法磷是钢铁材料中常见的杂质之一,其含量对钢的性能有着重要影响。
高磷钢具有脆性、低韧性和低延展性等缺陷,因此在钢铁生产中,需要采取一系列控制和减少磷含量的方法,以确保钢材质量。
1. 原料选择与原料控制底吹转炉的钢铁生产涉及到多种原料,其中包括铁矿石、熔剂和还原剂等。
选择低磷含量的原料是降低钢中磷含量的第一步。
合理控制原料的选用,可以有效降低钢中的磷含量。
此外,还要确保原料的质量稳定,以减少外来杂质的进入。
2. 增加脱磷剂的使用量在底吹转炉生产过程中,加入适量的脱磷剂是有效减少钢中磷含量的重要手段。
常用的脱磷剂包括氧化镁、氢氧化钙和氧化铝等。
这些脱磷剂能够与钢中的磷形成化合物,从而使磷得到脱除。
在使用脱磷剂时,需要根据具体情况控制加入的量,以达到最佳脱磷效果。
3. 优化工艺参数底吹转炉钢的生产工艺参数对磷含量的控制也有着重要影响。
例如,适当增加转炉的吹氧量和吹氮量,可以提高钢中的氧化物和氮化物含量,从而促进磷的脱除。
此外,还可以调整转炉的炉温和炉压等参数,以提高磷的挥发性,降低磷在钢中的含量。
4. 加强渣中磷的脱除底吹转炉生产过程中,渣中的磷是主要的磷来源之一。
因此,加强渣中磷的脱除是降低钢中磷含量的关键。
可以采用增加碱度的方法,提高渣浆的脱磷能力。
此外,还可以选择适当的渣化学成分,以增加渣中的脱磷剂含量,提高脱磷效果。
5. 控制冶炼时间和速度底吹转炉生产过程中,冶炼时间和速度对磷含量的控制也是非常重要的因素。
过长的冶炼时间和过快的冶炼速度容易导致磷在钢中的分布不均,增加磷含量。
因此,需要合理控制冶炼时间和速度,以确保钢中磷含量的控制在可接受范围内。
总的来说,底吹转炉钢中磷含量的控制与减少需要从原料选择与原料控制、增加脱磷剂的使用量、优化工艺参数、加强渣中磷的脱除以及控制冶炼时间和速度等方面进行综合考虑和操作。
通过合理的措施和方法,可以有效降低钢中的磷含量,提高钢的质量和性能。
转炉炼钢脱磷影响因素的分析任茂勇【摘要】磷在钢中作为一种有害元素,必须在冶炼过程中将其去除.脱磷是转炉冶炼最重要的任务之一.低磷钢的冶炼对转炉冶炼工艺提出了更为严格的要求.在理论分析的基础之上,通过对实际生产中数据的汇总,分析了温度、炉渣碱度、碳含量、炉渣氧化性、留渣操作及双渣操作等因素对转炉脱磷效果的影响,为提高天钢转炉的脱磷效果提供了参考.结果表明,保持相对较低的熔池温度、造高碱度的炉渣、保持一定的炉渣氧化性以及留渣和双渣操作等,都有利于脱磷反应的进行.【期刊名称】《天津冶金》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】3页(P1-3)【关键词】转炉;脱磷;碱度;炉渣;氧化性【作者】任茂勇【作者单位】天津钢铁集团有限公司炼钢厂,天津 300301【正文语种】中文磷是钢中的有害元素之一,只有在极特殊的钢中才作为有用的元素加入[1]。
磷使钢具有冷脆性,增加钢对脆性断裂的倾向。
另外,磷对钢的焊接性能也有不利影响,其夹杂物在钢中的偏析度较大,而且偏析度很难消除。
对于高级别钢需要将磷含量控制在很低水平。
由于炼铁过程为还原性气氛,几乎没有脱磷能力,因此脱磷是炼钢过程中的重要任务之一[2]。
随着石油、天然气、汽车、电子等工业的发展,用户对钢材质量的要求越来越高。
很多优质钢种都要求磷含量低于0.015%,一些特殊用途的钢种甚至要求磷含量在0.005%以下。
深化脱磷已经成为很多冶金企业急需解决的问题[3]。
高炉冶炼不能控制铁水的含磷量,矿石中的磷几乎全部进入铁水中,致使铁水的含磷量高达0.1%以上。
而从脱磷的热力学和动力学条件来看,转炉炼钢有着巨大的优势,因此目前许多厂家的脱磷任务还主要是在转炉冶炼过程中完成的。
本文通过对转炉冶炼过程中脱磷反应机理分析和实际生产中部分炉次的数据进行汇总,分析得出转炉冶炼脱磷的影响因素,为提高产品质量提供参考。
在转炉冶炼过程中,熔池的成分、温度以及炉渣的成分变化都有一些基本规律。
钢铁冶金论文:炼钢中脱磷的研究炼钢中脱磷的研究摘要:主要研究近年来脱磷的方法,一些防止回磷的措施,复吹转炉成渣过程对脱磷的影响,高磷铁水脱磷效率影响因素,以及钢渣在微波场中还原脱磷的工艺。
关键词:脱磷;回磷;炉渣碱度;还原;预熔脱磷剂;高磷铁水;炼钢工艺Steelmaking dephosphorization researchAbstract: The main research in recent years dephosphorization method, some measures to preventback to phosphorus, the combined-blowing converter slag forming process of dephosphorizationinfluence, high phosphorus molten iron dephosphorization efficiency influencing factors and steelslag in the microwave field reductive dephosphorization technology。
Keywords: dephosphorization; Back to phosphorus, Slag alkalinity, Reduction, The premeltingdephosphorization agent; High phosphorus molten iron, Steelmaking process1. 前言一般情况下,磷是钢材中的有害成分,使钢具有冷脆性。
磷能溶于a-Fe中(可达1. 2,),固溶并富集在晶粒边界的磷原子使铁素体在晶粒问的强度大大增高,从而使钢材的室温强度提高而脆性增加,称为冷脆。
但含磷铁水的流动性好,充填性好,对制造畸形复杂铸件有利。
此外,磷可改善钢的切削性能、易切削钢中磷含量可达0.08,一0.15,。
转炉脱磷工艺近年来,随着我国钢材的发展,对低磷钢的生产要求越来越高,对高级别钢特别是低磷钢的需求大大增加,这些产品对钢中磷的质量分数提出了很高的要求,大多要求磷含量低于0.015%;低温用钢管、特殊深冲钢、镀锡板要求钢中磷低于0.010%;一些航空、原子能、耐腐蚀管线用钢要求磷低于0.005%,所以超低磷钢将成为以后发展的主要方向。
下面是关于国内外对超低磷钢的生产研究。
以及现场的一些主要工艺过程。
一国际上对超低磷钢的研究日本发明的转炉脱磷工艺主要方法有:JFE的LD-NRP法,住友金属的SRP法,神户制钢的H炉,新日铁的LD-ORP法和MURC法。
其操作方式住友有两种,第一种是采用两座转炉双联作业,一座是脱磷,另一座接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳,即“双联法”,典型的双联法工艺流程为:高炉铁水—铁水预处理—转炉脱磷—转炉脱碳—二次精炼—连铸;第二种是在同一座转炉上进行铁水脱磷和脱碳,类似传统的“双渣法”。
德国发明的转炉脱磷工艺:TBM工艺(蒂森底吹技术)目前双联法是生产超低磷钢的最先进转炉炼钢法,其主要优势是:炉内自由空间大,允许强烈搅拌钢水,顶吹供氧,高强度底吹,不需要预脱硅,废钢比较高,炉渣碱度比较低,渣量低,处理后铁水温度较高(1350),脱磷效率明显提高。
1转炉脱磷新工艺1.1JFE福山制铁所福山制铁所,有两个炼钢厂(第二炼钢厂和第三炼钢厂)。
该制铁所是日本粗钢产量最好的厂家。
第三炼钢厂有2座320T的顶底复吹转炉,采用LD-NRP工艺(双联法),一座转炉脱磷,另一座转炉脱碳,转炉脱磷能力为450万t/a。
该厂1999年开始全量铁水转炉脱磷预处理。
转炉脱磷指标:吹炼时间为10分钟,废钢比为7%~10%;氧气流量为30000立方米/h,底吹气体为3000立方米/h;石灰消耗为10~15kg/t。
转炉脱碳指标:炉龄低于脱磷转炉,转炉在炉役前期用于脱碳,炉役后期用于脱磷,炉龄约7000炉;石灰消耗5~6kg/t。
第二炼钢厂有3座250t顶底复吹转炉;采用传统‘三脱’工艺(NRP),“三脱”处理能力420玩吨/年。
该厂统计的生产数据表明,铁水罐内脱磷处理周期长,产能低;LD—NRP技术与常规冶炼技术相比,每吨钢的成本降低5美元左右。
此外,JFE京滨炼钢厂的两座330t转炉也采用双联法炼钢。
1.2住友金属鹿岛制铁所住友金属鹿岛制铁所有两个炼铁厂,第一炼铁厂3座250t转炉,采用该公司发明的SRP法(双联法)炼钢,第二炼钢厂2座250t转炉,采用常规冶炼工艺。
第一炼钢厂一座转炉脱磷,另两座转炉脱碳(二吹一),脱磷铁水富余25%,运送给第二炼钢厂。
脱磷转炉指标:吹炼时间为8min;冶炼周期为22Min;废钢比为10%(加轻废钢);出铁温度为1350;渣量为40kg/t。
脱碳转炉指标:吹炼时间为14min;冶炼周期为30Min;锰矿用量为15kg/t(Mn回收率:30%~40%);渣量为20kg/t(以干渣方式回收)。
1.3住友金属和歌山制铁所住友金属和歌山制铁所粗钢产能390万吨。
炼钢生产采用SRP法,100%铁水经转炉脱磷。
该厂脱磷转炉与脱碳转炉设在不同跨,脱磷转炉和脱碳转炉的吹炼时间9~12min,转炉炼钢的冶炼周期在20min以内。
一个转炉炼钢车间供钢水给三台连铸机,是目前世界上炼钢生产节奏最快的钢厂。
SRP法优点是:(1)可采用较高磷含量的低价铁矿石炼铁,铁水磷含量放宽至0.10%~0.15%,降低了矿石采购成本;(2)炼钢时,可以使用锰矿石取代MnFe合金;(3)与高拉速连铸机相匹配,加快了大型转炉的生产节奏;(4)脱碳炉渣可返回用于脱磷转炉,炼钢渣量显著降低;(5)脱磷炉渣不经蒸汽稳定化处理,可直接铺路;降低了炉渣处理成本;(6)建立起高效率,低成本,大批量生产洁净钢的平台,显著改善IF钢板抗二次加工脆化和热轧钢板低温冲击韧性等性能;(7)工序紧凑。
1.4神户制钢由于神户制钢生产的高碳钢比例较大,转炉的脱磷负荷大,铁水脱磷,脱硫预处理用H炉(专用转炉),处理过程分两步:首先在高炉出铁沟用喷吹法对铁水进行脱硅处理,用撇渣器去除脱硅渣后,将铁水在兑入H炉进行脱磷,脱硫。
脱磷时,喷吹石灰系渣料,同时顶吹氧气;脱磷后,在喷入苏打粉系渣料脱硫。
经预处理的铁水再装入另一座转炉进行脱碳。
用H炉进行铁水脱磷,脱硫处理具有如下特征:(1)H炉内空间大,进行铁水预处理时,炉内反应效率高,反应速度快,可在较短的时间内连续完成脱磷,脱硫处理;(2)可用块状生石灰和转炉渣代替部分脱磷渣;(3)脱磷过程中添加部分锰矿,可提高脱磷效率,且增加了铁水中的猛含量。
1.5新日铁八幡制铁所新日铁八幡制铁所有两个炼钢厂,第一炼钢厂2座170t转炉,采用传统的三脱工艺;第二炼钢厂2座350t转炉生产采用新日铁名古屋制铁所发明的LD—ORP工艺(双联法)见下图:1.6新日铁君津制铁所新日铁君津制铁所有2个炼钢厂,第一炼钢厂和第二炼钢厂均采用KR法脱硫(S<=0.002%)。
第一炼钢厂有3座230t复吹转炉;第二炼钢厂有2座300t复吹转炉,采用LD—ORP法和MURC(双渣法)法两种工艺炼钢。
LD—ORP法渣量少,可生产高纯净钢。
脱磷转炉弱供氧,大渣量,碱度2.5~3.0,温度为1320~1350,纯脱磷时间约为9~10min,冶炼周期约20min,废钢比通常为9%,为了提高产量,目前废钢比已达到11%~14%,经脱磷后钢水(P<=0.002%)兑入脱碳转炉,总收得率92%以上。
转炉的复吹寿命约4000炉。
脱碳转炉强供氧,少渣量,冶炼周期为28~30min,脱碳转炉不吃废钢。
从脱磷至脱碳结束的总冶炼周期约为50Min.恰好与连铸机的浇灌周期50~60min相匹配。
日本大型钢铁厂转炉双联法生产指标参见下表1.7新日铁室兰制铁所和大分制铁所新日铁室兰制铁所(2座270tLD—OB转炉)和大分制铁所(3座370t复吹转炉)受设备和产品的限制,难于采用“双联法”工艺,为此全部采用了新日铁开发的MURC 工艺,在同一转炉上进行铁水脱磷和脱碳吹炼,类似传统炼钢的“双渣法“。
采用MURC工艺,在同一座转炉上可连续脱硅脱磷除渣和脱碳。
工艺过程是:铁水在转炉中的脱硅脱磷后倒炉排渣,保留铁水,脱磷渣一般倒出50%;然后造脱渣进行脱碳,脱碳后出钢,脱碳渣可直接留在炉内用于下一炉脱磷吹炼;MURC工艺冶炼周期约33~35min,见下图采用这种工艺,通常铁水和脱碳渣物流方向相反,废钢比多,碱度低低温(约1350)操作,可达到高效脱磷,炉渣热循环,减少炼钢渣量和石灰用量。
MURC法中间扒渣是其最突出的特点。
如果扒渣不稳定,含磷渣排出少,将影响脱磷效果和脱碳的正常运行。
因此,MURC法的关键是中间扒脱磷渣的操作稳定。
在脱磷吹炼末期,会出现一定量的泡沫渣,可有效的利用渣的泡沫化进行扒渣。
渣的泡沫化是中间扒渣的关键,应注意控制脱磷吹炼渣的成分和碱度。
1.8德国的TBM脱磷工艺TBM是由蒂森一克虏博炼钢厂转炉炼钢的一种冶炼工艺,该技术除了具有传统底吹的冶金效果之外,还具有显著的底吹深脱磷功能。
它主要是通过独特的环形布置的底枪提高供气强度,为脱磷提供良好的动力学条件,从而提高转炉脱磷率。
同时也使转炉终点碳.氧反应更接近平衡,从而降低了钢中氧含量。
TBM技术是一个喷气模型系统,其有如下优点:非常高的气体喷吹速度,完善的搅拌效果,压力损失低,对溅渣操作没有不良影响。
炉底喷嘴的数量、尺寸及布置方式根据每一个转炉具体的容量和形状确定。
总的气体流量将均匀地分布到每一个供气管线上,在每条供气管线上均安装有流量计和调节阀,用以精确调整底吹气体的压力和流量。
二我国国内对超低磷钢的研究以及这方面的探索中国包钢与北京钢铁研究总院进行了中磷铁水转炉内脱磷试验。
宝钢开发的BRP 技术已获2005年中国冶金科技成果一等奖,并成功地应用于一炼钢二炼钢和不锈钢分厂。
鞍钢也对转炉脱磷新工艺进行了大量的研究,并申请了多项专利。
2.1宝钢BRP技术宝钢2002年开始进行转炉双联法脱磷(BRP)技术研究。
为了满足BRP工艺技术要求,宝钢对一炼钢的300t转炉顶,底吹系统进行了改造。
BRP是宝钢拥有自主知识产权的技术,申请专利7项,技术秘密14项。
技术及科研投入达4133.73万元。
2002~2005年项目总经济效益约为6亿元。
BRP工艺生产的主要是低磷和超低磷钢,包括管线钢,IF钢,帘线钢,石油钻杆钢等,脱磷炉停吹时,磷含量平均在0.015%以下,最低达到0.003%,钢坯磷含量低于0.006%,进行少渣吹炼时,脱磷和脱碳后的总渣量低于60kg/t。
BRP工艺对于拓展品种,提高钢水品质以及实现效益最大化有重要作用。
2.2首钢脱磷工艺近年来,首钢为了提高自身产品在市场中的竞争力,投资近两亿元,在第三炼钢厂兴建了LF精炼炉和VD真空脱气设备,并改造了一台130 mm×130 mm八流小方坯连铸机,使该厂具备了优质长材坯料生产条件。
在开发和生产82B、77B、72A等高碳品种的过程中,针对钢中磷含量要求严格的问题,进行了转炉脱磷冶炼工艺研究,很好应用了转炉双渣操作和终点低拉增碳相结合的冶炼工艺,降低了钢水磷含量,提高了钢的洁净度和产品质量。
首钢第三炼钢厂目前的转炉冶炼控制情况,并针对商碳钢中磷含量高的问题,提出了转炉双渣操作与冶炼终点低拉增碳相结合的脱磷冶炼控制工艺,以提高钢水的洁净度和产品质量。
2.3首钢迁安钢铁厂的使用副枪转炉脱磷工艺近年来,随着科技的进步,对钢材的纯净度要求越来越严格。
大多优质钢种都要求磷含量低于0.015%;特殊深冲钢、镀锡板要求钢中磷低于0.010%;一些航空、耐腐蚀管线用钢要求磷低于0.005%。
因为钢中的磷可降低钢的冲击韧性,尤其是低温冲击韧性,磷的枝晶偏析使板材产生带状组织,造成钢板的各向异性。
所以生产优质钢,不仅对炉外精炼工艺要求较高,对转炉冶炼要求也十分严格,研究开发、冶炼低磷钢水是许多钢厂急需解决的难题。
首钢迁钢原转炉脱磷率仅为75%左右,自采用副枪系统后,脱磷效果明显改善,脱磷率提高至85%以上。
根据副枪模型数据、加料情况、钢样和渣样化验数据,结合声纳化渣图,分析了首钢迁钢转炉脱磷率提高的原因,为今后进一步优化脱磷工艺提供依据。
2.4本钢转炉脱磷工艺的研究随着本钢生产工艺及设备的不断改进与完善,一些特殊钢种(薄板钢种、深冲钢等)相继投入生产。
这些钢种对钢的纯净度要求越来越高,尤其对钢中的[P]含量的要求也越来越低,最低值在0.0085以下。
针对我厂的生产工艺条件,如何稳定有效的控制[P]含量,满足钢种的要求,有必要对转炉脱磷工艺进行研究。
利用副枪在吹炼过程中进行取样、测温,根据所取试样的化学成分、吹炼工艺参数对炼钢过程的脱磷进行了分析,了解脱磷的时机、特点以及影响脱磷的因素。