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国内外转炉脱磷炼钢新工艺 时间：2011年4月8日 关键词：转炉;炼钢 　　1 前言　　日本发明的转炉脱磷炼钢工艺主要方法有：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。其操作方式主要有两种：一是采用两座转炉双联作业，一座脱磷，另一座接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳，即“双联法”。典型“双联法”工艺流程为：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉脱磷→转炉脱碳→二次精炼→连铸。二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”。　　中国包钢与北京钢铁研究总院进行了中磷铁水转炉脱磷试验。宝钢开发的BRP（Baosteel BOF Refining Process）技术已获2005年中国冶金科技成果一等奖，并成功地应用于其一炼钢、二炼钢和不锈钢分厂。鞍钢也对转炉脱磷炼钢新工艺进行了大量研究。2 转炉脱磷新工艺　　脱磷转炉指标：吹炼时间为10min；废钢比为7%～10%；氧气流量为30000m3/h，底吹气体为3000m3/h；石灰消耗为10～15kg/t。　　脱碳转炉指标：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5～6 kg/t。　　第二炼钢厂拥有3座250t顶底复吹转炉。采用传统“三脱”工艺(NRP)，“三脱”处理能力420万t/a。该厂的生产数据表明，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，每吨钢成本低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。　　住友金属和歌山制铁所粗钢年产能390万t。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控制在20min以内。一个转炉炼钢车间给三台连铸机供钢水，是目前世界炼钢生产节奏最快的钢厂。和歌山制铁所SRP法优点是：　　◆??可采用较高磷含量的低价位铁矿石炼铁，铁水磷含量放宽至0.10%～0.15%，降低了矿石采购成本；　　◆??炼钢时，可以使用锰矿石取代锰铁合金；　　◆??工序紧凑，与高拉速连铸机相匹配，加快了大型转炉的生产节奏；　　◆??脱碳炉渣可返回用于脱磷转炉，炼钢渣量显著降低；　　◆??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；　　◆??建立高效率、低成本、大批量洁净钢生产平台，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。　　由于神户制钢生产的高碳钢比例较大，转炉脱磷负荷大。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，将铁水再兑入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，再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：　　◆??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；　　◆??可用块状生石灰和转炉渣代替部分脱磷渣；　　◆??脱磷过程中添加部分锰矿，可提高脱磷效率，且增加了铁水中的锰含量。　　采用MURC工艺，在同一座转炉上可连续脱硅、脱磷、除渣和脱碳。工艺过程为：铁水在转炉中脱硅、脱磷后倒炉放渣，保留铁水，脱磷渣一般倒出50%；然后造脱碳渣进行脱碳，出钢后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。　　采用MURC工艺，通常铁水和脱碳渣流动方向相反，废钢比高，碱度低(CaO/SiO2≤2）、T.Fe（≥8%）、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法的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炉的正常运行。因此，MURC法的关键是保证中间扒脱磷渣的操作稳定性。在脱磷吹炼末期，会出现一定量的泡沫渣，可有效利用渣的泡沫化进行扒渣操作。渣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。　　BRP工艺主要生产低磷和超低磷钢，包括管线钢、IF钢、帘线钢、石油钻杆钢等。脱磷炉停吹时，平均磷含量低于0.015%，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。3 结语　　“双联法”转炉炼钢工艺与混铁车和铁水罐法脱磷相比，具有大批量生产纯净钢的优势。转炉容量大，有充分的反应空间，反应动力学条件优越。通常铁水磷含量可降至0.010%，可大批量生产超低磷钢、管线钢及优质宽厚板铸坯。工序简化，操作人员减少