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SWRH82B轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程磷含量的控制

文檔作者：吳紅廣劉勇徐黨委張振申劉社牛文檔來(lái)源：安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2020年12月24日
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第18卷總第73期
2012年第4期
特鋼技術(shù)
Special Steel Techonlogy
V01．18(73)
2012．No．4
SWRH82B轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程磷含量的控制
吳紅廣劉勇徐黨委張振申劉社牛
f安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司，河南安陽(yáng)455004)
摘要：分析了轉(zhuǎn)爐冶煉SWRH82B條件下，影響脫磷的主要因素。通過(guò)轉(zhuǎn)爐冶煉前期分批加入石灰、污
泥球和高槍位操作等工藝，使熔池快速形成1．5-1．7的堿度和含有15％一20％(1)(FeO)的氧化渣，實(shí)現(xiàn)良好的
脫磷條件；并在冶煉中期靈活調(diào)節(jié)槍位，均衡C一0反應(yīng)速度；后期加入適量的污泥球，降低出鋼溫度，實(shí)現(xiàn)后
期脫磷。采用此種高拉碳冶煉工藝，能夠保證轉(zhuǎn)爐出鋼后，鋼中磷含量控制在O．015％vX內(nèi)，實(shí)現(xiàn)良好的脫磷
效果。
關(guān)鍵詞：高拉碳；脫磷；堿度
中圖分類號(hào)：TF762．5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—0971(2012)()4一O5O一03
Control 0n Phosphorus Content during SW RH82B Sm elting
1 ■、 ■ r 1 ■
r r0CeSS ln 0nVerter
Wu Hongguang，Liu Yong，Xu Dangwei，Zhang Zhenshen，Liu Sheniu
(Anyang Iron and Steel Co．Ltd．，Anyang，Henan，455004)
Abstract：The main factors that affect●e dephosphorization under the condition of SWRH82B smehing in
converter were analyzed in this paper．Throug adding lime and sludge pellet in batches and high gun—bit operating
early during prior period of the smelting，1．5—1．7 basicity and 15％ 一20％~(FeO)oxide slag could be formed rapid—
ly in the molten pool to achieve good dephosphorization condition．Flexible adjusting the gun position in smelting
medium-term can achieve balanced C-O reaction speed．Adding the fight amount of sludge ball in later smelting
can reduce the tapping temperature and realize further dephosphorization．Such high tapping carbon smelting pro—
cess is adopted to ensure that the phosphorus content in steel could be controlled to be no more than o．015％ ，and
achieve excellent dephosphorization results． ’
Keywords：High tapping carbon，Dephosphorization，Basicity
安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱安鋼)生產(chǎn)的
SWRH82B高碳鋼線材，主要用于制作高強(qiáng)度低松
馳預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線，被廣泛用于高層建筑，大
跨度橋梁，水利設(shè)施等重點(diǎn)工程。SWRH82B高碳
鋼在拉拔鋼絞線過(guò)程中，容易發(fā)生脆斷。這是由于
大多數(shù)鋼種中磷是有害元素，磷含量高會(huì)引起鋼的
冷脆；同時(shí)含碳高時(shí)，促進(jìn)了凝固過(guò)程中磷的偏析，
從而降低鋼的塑性和韌性，使SWRH82B拉拔性能
變差。另外，從冶金熱力學(xué)角度分析來(lái)看：轉(zhuǎn)爐冶
煉低磷鋼水，并采用高碳出鋼方式，兩者存在不可
調(diào)和的矛盾。因?yàn)槊摿仔枰撘辉g具備很強(qiáng)的
氧勢(shì)；而轉(zhuǎn)爐在SWRH82B出鋼時(shí)，由于終點(diǎn)碳高，
鋼水和爐渣的氧化性相對(duì)比較低，很難達(dá)到生產(chǎn)低
磷鋼水所需要的鋼一渣間磷的分配系數(shù)。但經(jīng)采
用高拉碳生產(chǎn)工藝，SWRH82B在拉拔過(guò)程中的脆
斷現(xiàn)象明顯減少。本文結(jié)合SWRH82B生產(chǎn)情況，
介紹了高拉碳下的脫磷工藝、影響脫磷的因素以及
取得的效果。
1主要設(shè)備及原材料條件
1．1主要設(shè)備
一煉軋廠現(xiàn)有一座600 t混鐵爐、采用四孔拉瓦
爾型噴槍100 t轉(zhuǎn)爐一座、100 tLF精煉爐兩座和連
鑄機(jī)為一臺(tái)150 X 150 mm 方坯六機(jī)六流；其設(shè)計(jì)年
產(chǎn)鋼量130萬(wàn)噸。
1．2原料條件
冶煉散狀料與鐵水條件情況如表1、表2、表3
和表4。
收件日期：2012-07-25 修回日期：201 2-09-30
作者簡(jiǎn)介：吳紅廣(1 977-)，男，河南安陽(yáng)人，工程師，主要從事煉鋼工藝研究工作，供職于安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司。Ema11：wuhg@angang．com
2012年第4期 吳紅廣劉勇徐黨委張振申劉社牛：SWRH82B轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程磷含量的控制 ·51 ·
表1入爐石灰成分／％
Table 1 Chemical compositions of feeding lime，％
表2入爐白云石成分，％
Table 2 Chemical compositions of feeding dolomite，％
表3入爐污泥球成分，％
Table 3 Chemical compositions of feed sludge pellet，％
項(xiàng)目 蘭墮坌
Si Mn P S
溫度／℃
數(shù)值0．2—0．6 0．2—0．4 ≤0．120 ≤0．05 ≥1220
2脫磷機(jī)理分析
轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，脫磷反應(yīng)主要發(fā)生在爐渣金
屬界面，其反應(yīng)式(1)可表達(dá)為：
，1、
2[P】+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·尸2os)+5lEe】
當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，磷在渣一鋼兩相問(wèn)的分配
比可表示為：
P= (尸)／ 【尸】
(2)
從式(2)可看出為獲得較大的 ，必須滿足：溫
度低、氧化性氣氛(O或FeO高)、高堿度渣等條件。
除此之外，在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，為了達(dá)到脫磷
的目的，還必須滿足一定的動(dòng)力學(xué)條件。在煉鋼溫
度下，磷的氧化速度系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼液中[P]的傳質(zhì)
系數(shù)和渣相中fP：o )的傳質(zhì)系數(shù)，鋼液中磷的擴(kuò)散和
熔渣中fP：0 )的擴(kuò)散是限制環(huán)節(jié)。因此，必須在前期
加大底吹流量，槍位適當(dāng)降低，同時(shí)根據(jù)爐況補(bǔ)加
一定量的鐵礦石或氧化鐵皮，增強(qiáng)熔池?cái)嚢栊Ч?
并確保過(guò)程渣有好的流動(dòng)性，促進(jìn)鋼一渣間的平
衡，另外，還有溫度和氧化渣等因素影響。實(shí)際生
產(chǎn)中LP隨轉(zhuǎn)爐類型不同而有所變化，其值均小于平
衡值。一般的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐終渣∞(T．Ve)在15％到
20％間變化時(shí)， 通常在40—100之間。
3 影響脫磷的因素分析
3．1 Feo含量對(duì)脫磷的影響
如圖1所示，(t)fFeO)對(duì)磷分配比的影響。(|)
fFeO)是脫磷的必要條件，(1)fr．Fe)在l4％時(shí)脫磷效
果最好。在冶煉中高碳鋼時(shí)，前期(0～6 min)溫度低、
堿度高，可實(shí)現(xiàn)高效脫磷，脫磷率可75％一93％。中
后期主要靠增加【t)(FeO)脫磷。
圖1 I1)rI、．Fe)對(duì)磷分配比的影響
Fig．1 Effects ofto fT．Fe)on Phosphorus distribution ratio
3．2溫度
低溫有利于脫磷反應(yīng)的進(jìn)行，但溫度過(guò)低，石
灰不能充分熔化，在溫度1 575℃ ～1 585 oC范圍，
脫磷效果明顯。圖2ul表示吹煉終點(diǎn)溫度與鋼中磷
含量的關(guān)系。因此，在冶煉SWRH82B時(shí)應(yīng)控制好
前期溫度和03(FeO)，保證終點(diǎn)溫度，以實(shí)現(xiàn)良好的
脫磷條件。
圖2LP=75時(shí)，R、T對(duì)LP影響
Fig．2Effects ofR andTon LPwhenLP=75
3．3堿度
在相同的鐵水和原料條件下，通過(guò)調(diào)整石灰加入
量進(jìn)行調(diào)節(jié)渣的堿度，實(shí)現(xiàn)最佳的脫磷效果。圖3顯
示了堿度與磷的分配系數(shù)關(guān)系。從圖3中可以看出：
適當(dāng)提高渣的堿度R，可以提高脫磷效果；但R并不是
越高越好，堿度控制在2．7 3．2，脫磷效果比較好。
· 52 · 特鋼技術(shù) 第l8卷第4期
圖3終點(diǎn)溫度為15 800℃時(shí)，R對(duì)LP影響
Fig．3Effects ofR on LPwhenfinal
temperature reaches 1 5 800 cc
3．4 其他影響因素
大渣量雖然有利于脫磷，但渣量太大會(huì)增加鋼
鐵料消耗，加劇噴濺的發(fā)生，不利于轉(zhuǎn)爐的穩(wěn)定操
作。在實(shí)際操作中要控制適當(dāng)?shù)脑?小于10％)，
分批造渣要比一次性大渣量的脫磷效果更好。此
外，采取有效措施提高爐渣流動(dòng)性和保持終渣一定
的氧化性，可提高脫磷效率。
另外，回磷也是影響鋼中磷含量的重要因素，
在實(shí)際操作中要采取有效措施防止回磷。
4工藝優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)
針對(duì)以上影響因素，通過(guò)優(yōu)化過(guò)程操作，創(chuàng)造
脫磷的各種有利條件，達(dá)到了高拉碳的同時(shí)，提高
脫磷效果，采取措施如下。
4．1前期控制
吹煉前期主要是“早化渣、多去磷”，利用吹煉
前期爐溫低這一有利脫磷條件，加人1／2—2／3的石
灰；同時(shí)，根據(jù)鐵水溫度加入適量的污泥球，采用較
高的槍位操作。約2min～3 min后，再加入1／2的石
灰，保持高槍位操作，使熔池內(nèi)快速形成堿度1．5
1．7，(1)『FeO]為15％～20％，以活躍爐渣，實(shí)現(xiàn)良好的
前期脫磷效果。
4．2中期控制
遵循“全程化渣”的原則。吹煉中期爐溫升高，
石灰進(jìn)一步渣化，硅、錳氧化基本結(jié)束，進(jìn)入碳、磷
氧化期。加入小批量污泥球，靈活調(diào)節(jié)槍位，控制
渣中適當(dāng)?shù)摹?FeO)，并均衡C—O反應(yīng)速度，避免爐
渣返干和爐渣過(guò)泡，以利于磷的去除。
4．3后期控制
吹煉后期主要任務(wù)保碳去磷。這是SWRH82B
鋼高拉碳最為關(guān)鍵的一步。吹煉的最后階段，鋼液
中的03(P1比較低，脫磷的速度明顯降低，如果這時(shí)
爐溫過(guò)高，化渣不良將出現(xiàn)回磷；因此后期加入適
量的污泥球，一是提高渣中∞(FeO)，二是降低出鋼
溫度，實(shí)現(xiàn)后期脫磷。
4．4回磷控制
為了抑制回磷，100 t轉(zhuǎn)爐采取有效措施：維護(hù)
好出鋼口，使鋼流圓而不散，出鋼時(shí)由專人指揮搖
爐，使?fàn)t子停位適當(dāng)，以減少爐渣在出鋼過(guò)程中從
爐口溢出或出鋼時(shí)鋼渣混出，做到見渣起爐；提高
出鋼擋渣效果，減少下渣量；在操作上控制終點(diǎn)溫
度不能太高，并調(diào)整好爐渣成分與粘度，使?fàn)t渣具
有較高的堿度和流動(dòng)性。
5脫磷效果分析
通過(guò)采取以上的有效措施，安鋼100 t轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)了
高拉碳脫磷工藝，實(shí)現(xiàn)了良好的脫磷效果。隨機(jī)統(tǒng)計(jì)
了135爐次，其結(jié)果如表5所示。從表5中可以看出，
采用以上轉(zhuǎn)爐冶煉控制措施，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)C含量在0．50～
0．60％之間、溫度在1 580℃左右時(shí)，脫磷效果最佳；出
鋼后鋼中磷含量能夠控制在0．015％以內(nèi)。
表5 SWRH82B轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制效果
Table 5 End-point control of SW RH82B melted by
converter
6 結(jié)論
(1)重點(diǎn)前期脫磷，強(qiáng)調(diào)全程脫磷，準(zhǔn)確高拉碳
是SWRH82B鋼冶煉的基本原則。
(2)在吹煉過(guò)程中，通過(guò)冶煉前期分批加入石
灰、污泥球和高槍位操作等工藝，使熔池快速形成
1．5～1．7的堿度和含有15％～20％(1)(FeO)的氧化渣，
實(shí)現(xiàn)良好的脫磷條件；并在冶煉中期靈活調(diào)節(jié)槍
位，均衡C—O反應(yīng)速度；后期加入適量的污泥球，降
低出鋼溫度，防止c的過(guò)多氧化，實(shí)現(xiàn)后期脫磷。采
用此種高拉碳冶煉工藝，轉(zhuǎn)爐出鋼后磷含量能夠控
制在0．015％以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)良好的脫磷效果。
(3)維護(hù)好出鋼口，出鋼時(shí)加檔渣塞的出鋼工
藝規(guī)范操作；嚴(yán)格控制出鋼下渣量，防止鋼水回P。
參考文獻(xiàn)
【1】黃希祜．鋼鐵冶金原理【M】．修訂版．北京：冶金工業(yè)出版社，
1990，202～207． ·

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