轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理工藝與理論研究.pdf

1、轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷預(yù)處理技術(shù)與少渣冶煉工藝結(jié)合，建立起轉(zhuǎn)爐潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)平臺。鐵水脫磷預(yù)處理工藝前人已作了大量研究和報告，出于技術(shù)保密等原因，轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理工藝至今缺乏系統(tǒng)深入的研究，特別是轉(zhuǎn)爐預(yù)處理過程中元素間氧化規(guī)律、供氧、化渣工藝對脫磷的影響等，缺乏深入的研究工作。本文根據(jù)大量熱模擬試驗(yàn)和210t、120t轉(zhuǎn)爐半工業(yè)試驗(yàn)的結(jié)果，通過對轉(zhuǎn)爐脫磷過程熱力學(xué)、動力學(xué)分析，得到了轉(zhuǎn)爐鐵水“三脫”預(yù)處理各工藝參數(shù)。主要研究結(jié)果如下：
　　

2、 ⑴轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷效果決定于采用的脫磷工藝：低堿度高FeO渣平均半鋼w(P)為0.046％、脫磷率為55.4％、半鋼w(C)為3.35％；中高堿度高FeO渣平均半鋼w(P)為0.018％、脫磷率為83.4％、半鋼w(C)為3.10％；中高堿度低FeO渣脫磷工藝，平均半鋼w(P)為0.013％、脫磷率為86.4％、半鋼w(C)為3.30％。三種方案相比，中高堿度低FeO渣脫磷效果好、鐵損低，應(yīng)是脫磷工藝的首選方案。
　　 ⑵試驗(yàn)證明

3、，爐渣堿度是提高脫磷率的關(guān)鍵，爐渣堿度增大，脫磷率增加；當(dāng)R<2.0時，脫磷率為40～60％；2.03.5時，脫磷率為65～98％。
　　 ⑶脫碳量也是影響脫磷效果的重要指標(biāo)，在相同爐渣堿度條件下，隨脫碳量增加，脫磷率增大；說明爐渣的脫磷能力決定了熔池中C-P平衡關(guān)系，在相同熔池C條件下，爐渣堿度越高，

4、與C平衡的P越低。
　　 ⑷脫磷過程中Si、C、P、Mn同時氧化：當(dāng)鐵水w(Si)0.60％時，脫硅反應(yīng)為主，△[Si]/△[C]》1；w(Si)為0.10～0.60％，硅、碳同時氧化，△[Si]/A[C]≈1；w(Si)<0.10％時，A[Sil/A[C]《1,以脫碳為主。
　　 ⑸鐵水w(Si)0.60％時，△[Si]/△[P]>10，脫磷速度很?。粀(Si)為0.10～0.60％，硅、磷同時氧化，△[Si]/A[P

5、]=1～10；w(Si)<0.1％時，脫磷速度大于脫硅速度。鐵水w(P)>0.03％時，△[C]/A[P]≈10，碳、磷同時氧化，脫碳速度增加，脫磷速度增加；當(dāng)w(P)<0.03％，△[C]/△[P]》10，脫碳量明顯高于脫磷量。
　　 ⑹脫碳速度同供氧強(qiáng)度成線性關(guān)系，供氧強(qiáng)度越大脫碳速度越大；當(dāng)供氧強(qiáng)度相同時，整個脫磷過程中脫碳速度基本為常數(shù)，與熔池碳含量無關(guān)；硅、磷氧化速度同熔池硅、磷含量成線性關(guān)系，隨硅、磷含量降低反應(yīng)速度

6、降低。
　　 ⑺試驗(yàn)證明，渣-金間磷的分配比隨爐渣堿度的增加而增大，隨熔池溫度和C含量的降低而增大，爐渣(T.Fe)無明顯影響。這一結(jié)論證明，轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理過程中，熔池氧含量主要決定于碳含量而非渣中Fe0；據(jù)此推導(dǎo)出適于鐵水脫磷工程采用的渣一金間磷分配比計算式：
　　 ⑻提高爐渣堿度是實(shí)現(xiàn)高效脫磷的關(guān)鍵，低溫下石灰快速形成高堿度渣可采用合成渣提高化渣速度；無論采用石灰+礦石+螢石造渣還是石灰+脫磷劑+螢石造渣，控制爐渣w

7、(F)為6％時，能夠獲得最大的爐渣堿度。
　　 ⑼根據(jù)熱模試驗(yàn)結(jié)果制定了脫磷工藝優(yōu)化方案，在210t、120t轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行半工業(yè)試驗(yàn)。210t轉(zhuǎn)爐試驗(yàn)表明：平均吹氧時間為lO.Omin、爐渣堿度為2.49、爐渣w(T.Fe)為18.6％，平均半鋼w(C)為3.34％，w(P)為0.019％、脫磷率為71.2％。120t試驗(yàn)表明：平均吹氧時間為9.7 min、爐渣堿度為2.20、爐渣w(T.Fe)為8.04％，平均半鋼w(C)為3.