【正文】 勻時間縮短，但不是按比例縮短。 鋼水溫度對鋼中磷含量的影響 鋼中磷含量有隨溫度升高而增加的趨勢。用 Belaf 程序對 6 孔噴頭和原 5孔噴頭各 90 爐數據計算出的吹煉終點鋼水平衡磷、硫含量平均值見表 3。爐渣的流動溫度是指在高溫顯微鏡下爐渣厚度達到試樣原始厚度的 25％的溫度。采用 6 孔噴頭吹煉的爐渣，主要礦相是硅酸二鈣 (占總礦相量的 25％～ 40％環(huán)口硅酸三鈣(占總量的 30％～ 40％ )。 3)6 孔交錯噴頭平均脫磷率為 87． 5％。因此，脫磷是煉鋼過程的基本任務之一。一般認為磷在高爐中全部還原，被鐵水全部吸收，渣中僅有微量磷。 用堿性更強的 Na2O 代替 CaO 進行鐵水預脫磷時，效果更好。在煉鋼過程中大量去磷的辦法是降低 P2O5活度 a(P2O5)提高P2O5在鋼渣中的穩(wěn)定性。 鈉、鉀系堿性物質，堿性強，脫磷率高，但價 格較貴，而鎂質加入量過多不易融化，最常見的是用堿性氧化物石灰脫磷。 (3)溫度較高，爐渣較稠，要適當補加礦石，既能起到降溫效果又能幫助化渣。 P2O5)當溫度高于 1470186。C 以下 )時，采用低槍位操作以提高熔池溫度，加速石灰的熔解，迅速形成初期渣，充分利用前期爐渣 FeO 高、爐溫低的優(yōu)勢，快速脫磷。 (FeO)還有促進石灰熔化的作用，但若 (FeO)過高，將稀釋 (CaO)的脫磷作用。 P2O5 脫磷起不到良好的效果。 爐渣粘度的影響 煉鋼熔池中的脫磷反應主要是在渣／金界面上進行的，反應速度與爐渣的粘度有關。 影響回磷的主要因素 (1)出鋼過程中下渣是回磷的主要原因。 b．采用比重介于渣－鋼之間的渣球，用擋渣球出鋼。而鋼水包內平均回磷率為 30． 33％，最大值為 40％，最小值僅 22． 22％。 鋼坯的成品磷高，主要是轉爐冶煉脫磷率低或鋼包內回磷率高造成的。 20 世紀 90 年代中后期，為解決超低磷鋼的生產難題，日本各大鋼廠進行了轉爐鐵水脫磷的試驗研究。鞍鋼也對轉爐脫磷煉鋼新工藝進行了大量研究。該廠自 1999 年開始全量鐵水轉爐脫磷預處理。 住友金屬鹿島制鐵所 住友金屬鹿島制鐵所有兩個煉鋼廠。該廠脫磷轉爐與脫碳轉爐設在不同跨，脫磷轉 爐和脫碳轉爐的吹煉時間 9～ 12min，轉爐煉鋼的冶煉周期控制在 20min 以內。 用 H 爐進行鐵 水脫磷、脫硫處理具有如下特征： ◆ H爐內空間大，進行鐵水預處理時，爐內反應效率高、反應速度快，可在較短的時間內連續(xù)完成脫磷、脫硫處理； ◆可用塊狀生石灰和轉爐渣代替部分脫磷渣； ◆脫磷過程中添加部分錳礦，可提高脫磷效率，且增加了鐵水中的錳含量。轉爐的復吹壽命約4000 爐。從脫磷至脫碳結束的總冶煉周期約為 50min，恰與連鑄機的澆鑄周期 50～60min 相匹配。第二煉鋼廠 2 座 350t 轉爐，采用新日鐵名古屋制鐵所發(fā)明的LDORP 工藝 (“雙聯法” )。和歌山制鐵所 SRP 法優(yōu)點是： ◆ 可采用較高磷含量的低價位鐵礦石煉鐵，鐵水磷含量放寬至 ％～％，降低了礦石采購成本； 26 ◆煉鋼時，可以使用錳礦石取代錳鐵合金； ◆工序緊湊，與高拉速連鑄機相匹配，加快了大型轉爐的生產節(jié)奏； ◆脫碳爐渣可返回用于脫磷轉爐，煉鋼渣量顯著降低； ◆脫磷爐渣不經蒸汽穩(wěn)定化處理，可直接鋪 路，降低了爐渣處理成本； ◆建立高效率、低成本、大批量潔凈鋼生產平臺，顯著改善 IF 鋼板抗二次加工脆化和熱軋鋼板低溫沖擊韌性等性能。第二煉鋼廠 2座 250t 轉爐，采用常規(guī)冶煉工藝。 脫碳轉爐指標：爐齡低于脫磷轉爐，轉爐在爐役前期用于脫碳，爐役后期用于脫磷，爐齡約 7000 爐；石灰消耗 5～ 6 kg／ t。主要優(yōu)勢是：爐內自由空間大、允許強烈攪拌鋼水、頂吹供氧、高強度底吹 (0， 3m3／ (t178。 日本發(fā)明的轉爐脫磷煉鋼 工藝主要方法有： JFE 的 LDNRP 法、住友金屬的SRP 法、神戶制鋼的 H 爐、新日鐵的 LDORP 法和 MURC 法。 為了使脫磷反應進行完全，必要的熱力學和動力學條件是：爐渣堿度R=～ ； FeO=14～ 18％；較低的熔池溫度 T=(1450～ 1500186。而鋼水包內平均回磷率高達 24． 79％，最大值為 30％，最小值僅 22． 22％。以上措施均需要出鋼后采取碳化稻殼或復合精煉渣保溫。 (2)出鋼合金化或增碳操作不合理。 22 綜上所述，為了使脫磷反應進行完全，必要的熱力學和動力學條件是：爐渣堿度 R=2． 5～ 4． 0； FeO=14％～ 18％：較低的熔池溫度 T=(1450～ 1500％ 186。但 (％ FeO)≥ 18 時，反而使脫磷能力下降。堿度在 2． 5～4． 0 時，增加 (FeO)對脫磷有利。C)，冶煉初期要適當采用高槍位操作，并加入部分礦石，抑制爐溫的快速升高，同時也有利于石灰的溶解，延長冶煉在低溫區(qū) (1500186。因此，只有石灰熔化后，生成 (3CaO178。 螢石 (CaF2)對活度 a（ P2O5)的 影響 螢石是低熔點物質，它可促使石灰迅速熔化，可迅速提高熔渣堿度，又可形成磷酸鈣鹽，有利于 a(P2O5)(活度 )降低。但渣中 (CaO)過高，將使爐渣變稠，同樣不利于脫磷。C 時，有利于脫磷反應的進行。鐵水中 [Si]較低時，渣中 (SiO2)也低。為了有利于煉鋼，鐵水脫磷必須在保碳的條件下進 行。因此，研究鐵和鋼水中磷的還原和氧化以及鋼包內鋼水回磷的機理，從磷在鋼鐵冶煉過程中的還原和氧化原理出發(fā)。 6孔噴頭的終渣脫磷能力和脫硫能力的利用程度與 5 孔噴頭也基本相同。硅酸三鈣多呈板條狀或粗粒狀。過熱度高表示爐渣的流動性好。這表明 6 孔噴頭吹煉時，轉爐終渣的脫磷能力與原 5 孔噴頭吹煉相同，大流量吹氧仍然保持了良好的化渣能力。 終渣堿度對鋼中磷 含量的影響 終渣堿度在 4． 5 左右時終點鋼中磷含量較低。 第三節(jié)： 吹煉操作 轉爐的吹氧、造渣操作基本上是按寶鋼 300t 轉爐原有工藝制度進行，氧流量由原來的 60000m3／ h 提高到 68000～ 69000m3／ h。如氧流量加大或馬赫數適當提高，穿透深度還可加大。 6 孔噴頭的攪拌能量比原 5 孔噴頭減少約 0． 5％，熔池的 15 混勻時間變化不大。 6 孔噴頭喉口面積較原 5 孔噴頭增加了 %。通過氧槍管道壓力損失測定，可以判定現用槍體尺寸是否能滿足提高供氧強度的要求。 第一節(jié)： 管道壓力損失測定 在氧氣頂吹轉爐煉鋼中，當氧槍噴頭喉口面積確定之后，氧流量由爐前操作室的壓力 P1控制。 (2)頂底側吹轉爐改善了渣金間的反應，脫磷能力高，在一倒和出鋼爐渣 13 T． Fe 含量比 3 號爐低的條件下，平均一倒磷、平均出鋼磷分別比 3 號爐低0 .0035％、 0． 0025％。 合金元素收得率 根據鐵合金成分和出鋼鋼水成分以及合金化后鋼水成分，對 1號、 3 號爐鋼水的錳、硅元素收得率進行計算。由于 1 號爐一倒和出鋼爐渣 T． Fe 比 3 號爐低，因此， 1 號爐的鋼鐵料消耗比 3 號爐低。 不同時間段 1 號、 3 號爐一倒【 P】和出鋼【 P】。 出鋼【 C】、【 Mn】 1 號爐的總平均出鋼【 C】、【 Mn】含量高于 3號爐。從 5月 28日至 9月 22日每周對 1 號、 3 號轉爐，隨機測定 10 爐出鋼鋼水的氧含量和分析爐渣成分，根據出鋼鋼水分析的碳含量，計算轉爐吹煉終點出鋼鋼水的碳氧濃度積。 表 1 入爐鐵水成分和溫度 % 組元 C Si Mn P S T/℃ 范圍 ~ ~5 ~0 ~8 ~2 1271~131 10 2 平均值 1285 該轉爐原來是頂底復吹轉爐，有三支底槍。 為了提高頂底復吹轉爐熔池的攪拌能力，進一步縮短復吹轉爐的熔池混勻時間，同時避免因轉爐采用濺渣護爐工藝所造成熔池攪拌能力 下降的問題?！妒澜玟撹F裝備技術研究報告》分為：煉鐵卷、煉鋼 ●連鑄卷、軋鋼卷、環(huán)保 ●節(jié)能減排卷，共四卷。特別是在工業(yè)化進程逐步加快的今天，要看到我們與國際先進水平的差距。包括歐盟、北美、南美和獨聯體國家在內的全球主要產鋼地區(qū)鋼產量均出現明顯下滑，但亞洲，特別是中國和印度及中東國家鋼產量仍持續(xù)增長。隨著世界經濟的逐步復蘇，各國為應對危機所采取的非常措施都將陸續(xù)退出，盡管前景看好，但仍然存在二次探底的可能。在頂底復吹轉爐煉鋼中，當底槍暢通時或者底槍可見時，從底部吹入的氣體能夠有效地攪拌熔池，促進熔池的傳質速率，改善渣金間的冶金反應動力學條件，提高渣金反應界面積和反應速度。 第二節(jié)： 實驗設備與條件 福建三鋼 1號 30t 轉爐的爐底為平爐底，每爐裝入鐵水 23～ 25t、廢鋼 3～4t、生鐵 5～ 6t，熔池深度在 900～ 1100mm 之間。新爐役于 2020 年 5 月 12 日開爐，到 2020年 10月 6日側吹槍停用，該轉爐采用頂底側吹技術共冶煉了 7776爐鋼。在實驗階段， 1號 TBS 爐總平均石灰單耗也低于 3 號爐，總平均的石灰單耗 1 號爐為 50 83kg／ t，而 3號爐為 53． 36kg／ t。 102％， 3 號爐總平均的出鋼【 C】、為 6． 41179。因為增加側吹后，轉爐脫碳速度加快，補吹時槍位控制不好，影響補吹階段的脫磷。若熔池攪拌能力差，鋼水的碳氧反應遠離熱力學平衡，吹煉終點鋼水的碳氧濃度積高。 3號爐總平均 Mn 的收得率為 91． 52％，總平均 Si 的收得率為 87． 52％。 (5)在側吹槍端部有 蘑菇頭形成，有利于保護側吹槍， 1 號爐在有側吹的 7776爐中，側吹搶始終裸露可見。壓力損失的大小與氧氣在管中的流速有關。氧槍內管的氧氣流速低于安全值 60m／ s。表 2 中 L 為氧射流對熔池的穿 透深度，用 Flinn A 公式計算； L。選擇氣體慣性力和流體重力之比的修正弗魯德準數為水模壓縮空氣模擬氧氣，用水模擬鋼液。③ 6 孔噴頭的熔池混勻混勻時間為 62～ 87s，兩者混勻時間基本相同。各種爐料加入量按靜態(tài)模型給出的數據進行。 脫磷效率 6孔交錯噴頭的平均脫磷率為 87． 5％，原 5孔噴頭的脫磷率平均為 87． 8％。值和 [s] e／ [s] r值很相近，這表明終渣脫磷能力和脫硫能力的利用程 度基本相同。爐渣過熱度在 200～ 2200C 即可保持正常的流動性。由于氧氣最大流量可達到 68000～ 69000Nm3／ h，轉爐吹煉時間平均達到 ，與原 5孔噴頭 相比，平均縮短吹煉時間 ，可以提高轉爐生產效率 6． 7％。 第三章： 氧氣頂吹轉爐煉鋼脫磷理論與實踐 磷對大多數鋼種是有害元素，它能使加工性能與使用性 能惡化。 )2等形式存在。脫磷劑主要為 FeO 和 CaO，且熔化溫度要低。鐵水預脫磷的必備條件是低 [Si]、高磷、高溫，高堿度，適當的 (FeO)，脫磷后扒渣要干凈。必須用石灰造高堿度鋼渣才能大幅度脫磷。 實 踐證明，只要爐渣堿度達到 3． 0 左右，爐渣化透并含有適量的 (FeO)，就能滿足一般鋼種脫磷條件。溫度高時，爐內反應速度加快，渣中 (FeO)顯著降低，不利于脫磷。理論研究表明，最有效的脫磷有一個最佳的 溫度范圍 1450～1500℃。 (FeO)的影響 渣中 FeO 對脫磷反應的影響比較復雜。然而， (FeO)3178。 錳與磷的脫氧能力接近，但是 [Mn]高能使渣中 (MnO)增加，有利于化渣而促進脫磷。由于出鋼過程中加入大量的 Al、 Si、 Mn 等合金，使鋼中脫氧的比較完全，渣中 SiO2量增加。 防止和降低鋼水回磷的措施 (1)冶煉終點，形成高堿度 R=3～ 3． 5， (F eo)=12％～ 16％，有一定 (CaF2)、(MnO)、 (MgO)含量的多元系流動性良好的爐渣，降低 P2O5活度。 第五節(jié)： 轉爐冶煉 P 高爐次數據分析 根據鐵水冶煉到轉爐的終點的工藝數據表，鋼水實際脫磷率平均值為73． 33％，最大值 為 88． 83％，最小值僅 40． 68％。 造渣料中 CaO 總量與脫磷率和回磷率的關系是非直線型關系，鋼水的脫磷率和回磷率并非完全取決于渣中的 CaO 含量。 24 脫瞵反應的關鍵是過程渣要化透， (Feo)量合適，而非片面追 求 (加大石灰用量 )高堿度。二是在同一座轉爐上進行鐵水脫磷和脫碳，類似傳統(tǒng)的“雙渣法”。 轉爐脫磷新工藝 JFE 福山制鐵所 福山制鐵所有兩個煉鋼廠 (第二煉鋼廠和第三煉鋼廠 )。該廠的生產數據表明，鐵水罐內脫磷處理周期長，產能低。 脫碳轉爐指標：吹煉時間為 14min；冶煉周期為 30min；錳礦用量為 15kg／ t(Mn 回收率 30％～ 40％ )；渣量為 20kg／ t(以干渣方式回收 )。處理過程分兩步：首先在高爐出鐵溝用噴吹法對鐵水進行脫硅處理，用撇渣器去除脫硅渣后，將鐵水再兌入 H爐進行脫磷、脫硫 .脫磷時噴吹石灰系渣料，同時頂吹氧氣。 LDORP 法渣量少，可生產