转炉炼钢脱磷工艺的探讨

转炉脱磷率影响因素及采取的措施2012年2月份以来，面对严峻的市场形势，公司为降本增效，在高炉开始配吃块矿，使铁水P 成份持续升高，目前铁水平均磷已升至0.093%，最高达0.100%。

随着铁水P 成份的不断升高，转炉的脱磷压力急剧上升，给转炉操作带来很大困难。

为此车间积极查找各种资料，开展了转炉脱磷过程及方法分析，寻找提高转炉脱磷率的有效方法。

转炉脱磷热力学分析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+∙=++ 放热 （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：a.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 ）b.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；06.1547008lg 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 ∙=c.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 ∙d.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 。

顶吹转炉脱磷热力学分析和工艺优化磷在大多数钢中都是有害元素，脱磷是转炉炼钢的主要任务，本文从热力学角度入手，分析了顶吹转炉炼钢脱磷的影响因素，提出了优化转炉脱磷的措施，对强化顶吹转炉炼钢脱磷、提高钢材质量有重要意义。

标签：顶吹转炉；脱磷；措施1 前言磷在钢中（除炮弹钢、耐蚀钢以外）是有害元素，易使钢发生“冷脆”现象，尤其在高碳钢中更是明显，其原因是由于磷元素富集在铁素体晶界上形成“固溶强化”的作用，造成晶粒间的强度提高，从而产生脆性。

除此之外，磷含量越高越容易在结晶边界析出磷化物，降低钢的冲击值[2]。

因此，控制顶吹转炉炼钢过程中的脱磷反应是控制回磷和提高钢材质量重要而复杂的工作。

2 脱磷的热力学分析2.1 温度由上可知，温度越高。

K值越小，因此，低温对脱磷有利。

但需要指出的是，提高熔池温度，会使磷的分配比降低，对磷从金属向炉渣的转移不利。

但温度升高降低了炉渣的粘度，加速了石灰的熔解，从而有利于磷从金属向炉渣的转移。

理论研究表明，最有效的脱磷有一个最佳的温度范围（1450～1500℃）。

这就要求冶炼初期，要根据铁水温度采用不同的操作制度。

铁水温度低（1250℃以下），要采用低枪位操作以提高熔池温度，加速石灰的熔解，迅速形成初期渣，充分利用前期炉渣FeO高、炉温低的优势，快速脱磷。

若铁水温度特别高（大于1350℃），冶炼初期要适当采用高枪位操作，并加入部分矿石，抑制炉温的快速升高，同时也有利于石狄的溶解，延长冶炼在低温区（1500℃以下）的运行时间。

实践证明，尽管冶炼终点温度高，会降低磷在钢一渣中的分配比，但脱磷的关键仍然是冶炼过程渣特别是终渣的控制。

也就是说温度的影响不如（FeO）和（Cao）显著。

2.2 炉渣碱度因为CaO是使aP205降低的主要因素，增加（CaO）达到饱和含量可以增大aCa0，亦即增加自由CaO（不与酸性氧化物结合）的浓度，会使（P205）提高或鋼中[P]降低。

但渣中（CaO）过高，将使炉渣变稠，同样不利于脱磷。

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。

低铁耗条件下转炉高碳低磷工艺实践与应用随着钢铁工业的不断发展，转炉炼钢工艺已经成为当前最主要的炼钢方法之一。

然而，传统的转炉炼钢工艺存在着铁耗高、炉衬寿命短、炉渣质量不稳定等问题，给钢铁企业带来了很大的经济和环境压力。

为了解决这些问题，近年来研究人员通过实践探索和理论研究，提出了低铁耗条件下转炉高碳低磷工艺，该工艺不仅可以降低铁耗，延长炉衬寿命，还可以提高炉渣质量，降低环境污染。

一、低铁耗条件下转炉高碳低磷工艺的原理传统转炉炼钢工艺中，铁矿石是主要的还原剂，由于还原反应需要消耗大量的CO和H2，所以铁矿石的使用量较大，铁耗也相应较高。

而低铁耗条件下转炉高碳低磷工艺则采用了冶金渣还原法，将炉渣作为还原剂，利用炉渣中的FeO、Fe2O3等氧化铁直接与炉内的碳反应生成CO和Fe，从而实现炉内铁的补给，降低铁耗。

同时，该工艺还采用了高碳低磷的炉料组成，使得炉渣质量更加稳定，可以达到较好的脱磷效果。

二、低铁耗条件下转炉高碳低磷工艺的实践1. 炉料组成的优化低铁耗条件下转炉高碳低磷工艺的炉料组成需要根据炉型、炉容、炉温、炉渣成分等因素进行优化。

在实践中，可以采用高含碳量的石墨块、高品质的生铁、高品质的废钢等作为原料，以达到高碳低磷的炉料组成。

2. 炉渣还原反应的控制炉渣还原反应是低铁耗条件下转炉高碳低磷工艺的关键。

在实践中，需要控制好炉渣中的FeO、Fe2O3含量，以及炉温、炉气成分等因素，以实现炉渣还原反应的有效控制。

同时，还需要注意炉渣中的SiO2、Al2O3等氧化物含量，以保证炉渣的流动性和稳定性。

3. 炉衬材料的选择和维护低铁耗条件下转炉高碳低磷工艺需要选择适合的炉衬材料，以延长炉衬寿命。

在实践中，可以采用高铝质炉衬、镁砖、碳砖等材料，以抵抗高温、高碳、高磷的腐蚀作用。

同时，还需要注意炉衬的维护和保养，及时更换炉衬，保证炉衬的完整性和稳定性。

三、低铁耗条件下转炉高碳低磷工艺的应用低铁耗条件下转炉高碳低磷工艺已经在国内外多个钢铁企业得到了广泛应用。

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。

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。

钢铁生产中的脱磷工艺概述在钢铁生产过程中，磷是一种常见的杂质元素，它会对钢材的性能和质量产生负面影响。

因此，脱磷工艺在钢铁生产中扮演着重要的角色。

本文将介绍钢铁生产中常用的脱磷工艺及其原理。

传统脱磷工艺酸洗法酸洗法是一种常见的传统脱磷工艺。

该工艺通过用酸溶液浸泡钢铁材料，使其与磷化物反应生成水溶性的磷酸盐，从而实现脱磷的目的。

具体步骤如下：1.将钢铁材料浸入稀硫酸溶液中，经过一段时间的浸泡，磷酸盐会与硫酸反应生成水溶性的硫酸磷酸盐。

2.将浸泡后的钢铁材料取出，通过多次漂洗去除残留的酸溶液和磷酸盐。

3.经过以上处理，钢铁材料中的磷含量得到显著降低。

碱洗法碱洗法也是一种常用的传统脱磷工艺。

与酸洗法类似，碱洗法通过用碱性溶液处理钢铁材料，使其与磷化物反应生成水溶性的磷酸盐，实现脱磷的目的。

具体步骤如下：1.将钢铁材料浸入稀碱溶液中，经过一段时间的浸泡，磷酸盐会与碱反应生成水溶性的碱式磷酸盐。

2.将浸泡后的钢铁材料取出，通过多次漂洗去除残留的碱溶液和磷酸盐。

3.经过以上处理，钢铁材料中的磷含量得到显著降低。

传统的酸洗法和碱洗法相对简单，但存在一定的局限性，如处理时间较长、废液处理复杂等。

现代脱磷工艺湿法炼钢湿法炼钢是一种现代脱磷工艺，它结合了化学反应和物理分离的方法，能够高效地脱除钢铁中的磷元素。

该工艺主要采用以下步骤：1.将含有磷的钢铁熔炼成液态，在熔炉中添加适量的石灰石、氧化铁等脱磷剂。

2.通过控制温度和反应时间，使磷与脱磷剂发生反应，生成不溶于钢液中的磷酸盐。

3.通过过滤或离心等物理分离的方法，将含有磷酸盐的渣滓与钢液分离。

4.经过以上处理，钢液中的磷含量得到显著降低。

湿法炼钢脱磷工艺快速、高效，并能得到较高质量的钢材。

然而，它的设备和操作成本相对较高，需要进行废液处理等附加工作。

精炼炉脱磷法精炼炉脱磷法是一种在炼钢过程中进行脱磷的方法。

该工艺主要包括以下步骤：1.将含有磷的钢铁在精炼炉中进行加热和搅拌。

大型转炉炼钢脱磷的研究摘要：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1. 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%。

2.转炉的脱磷2.1转炉脱磷的基本原理通常认为，磷在钢中是以[Fe3P]或[Fe_2P]的形式存在，为方便起见，均用[P]表示。

炼钢过程中的脱磷反应是在金属液与熔渣界面进行，首先是[P]被氧化成（P2O5），然后与（CaO）结合成稳定的磷酸钙，其反应式可表示为：2.2影响脱磷的因素磷的氧化在钢渣界面进行，按炉渣分子理论的观点，反应式如下：2.3回磷现象所谓的回磷现象，就是磷从熔渣中又返回到钢液中。

成品钢中磷含量高于终点钢中的磷含量也属于回磷现象。

熔渣的碱度或氧化亚铁含量降低，或石灰划渣不好，或温度过高等，均会引起回磷现象。

出钢过程中，由于脱氧合金加入不当，或出钢下渣，或合金中磷含量较高等因素，也有导致成品钢中磷高于终点钢[P]含量。

通常采用避免钢水回磷措施：挡渣出钢，尽量避免下渣；适当提高脱氧前碱度；出钢后向钢包渣面加一定量石灰，增加炉渣碱度；尽可能采取钢包脱氧，而不采取炉内脱氧；加入钢包改质剂。

3 钢渣在微波场中还原脱磷微波技术在加热高电介质耗损原料方面是一种简单而有效的方法，在冶金还原领域有着广阔的应用前景。

相较于传统加热还原工艺需要较高的温度和损耗，具有体积性加热、选择性加热、非接触性加热、即时性等加热特性的微波场在较低温度下能够提供更多的热量。

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,。