低硅低温铁水去磷生产实践.doc

低硅低温铁水去磷冶炼生产实践 任海军1 吴辉强2 李军辉1 （1.杭州钢铁集团公司转炉炼钢厂 2.杭钢集团公司技术中心 310022） 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(Si＜0.3％，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 1．1 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 Si P S Mn 含量％ ≤0.80 ≤0.20 ≤0.07 ≤0.80 含量（内控）％ 0.30～0.70 ≤0.10 ≤0.06 0.30～0.70 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。 2[P]+5（FeO）+4（CaO）=（4CaO·P2O5）+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。 2．1 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。 2．2 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4％～5％)，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