安钢150 t转炉高磷耐候钢生产实践

安钢150 t转炉高磷耐候钢生产实践
吕亚;刘磊;王新志;付艳云;杨晓奇
【摘要】结合现场生产实际,从转炉冶炼原材料条件、造渣制度、供氧制度、操作控制等方面分析了高磷耐候钢冶炼技术特点.生产实践表明:在正常的冶炼条件下,采用相对低的碱度2.2～2.5,并稳定炉渣中的FeO含量在15％以内是冶炼高磷耐候钢的关键;冶炼工艺优化后转炉出钢终点磷w(P)％平均可达到0.055％的水平.【期刊名称】《河南冶金》
【年(卷),期】2018(026)002
【总页数】3页(P33-35)
【关键词】高磷耐候钢;脱磷;造渣制度;供氧制度
【作者】吕亚;刘磊;王新志;付艳云;杨晓奇
【作者单位】安阳钢铁集团有限责任公司;安阳钢铁集团有限责任公司;安阳钢铁集团有限责任公司;安阳钢铁集团有限责任公司;安阳钢铁集团有限责任公司
【正文语种】中文
0 前言
对一般钢种而言，磷是钢中有害元素之一，在钢中易发生偏析，加工过程中易发生冷脆，恶化钢的性能，一般要求磷含量越低越好。

而在耐候钢中磷则可以有效提高钢铁材料在大气中的耐腐蚀指数，提高钢的耐腐蚀特性。

在耐候钢种设计时磷常作为一种有益元素被添加。

磷含量较高，采用常规工艺方法冶炼，因转炉终点出钢磷
含量较低，须要补加大量的磷铁合金，转炉吹炼过程渣量大，炉渣全铁含量高，不利于生产成本的有效控制。

1 冶炼主要装备与工艺流程
1.1 转炉主要工艺参数
安钢第二炼轧厂150 t转炉主要工艺参数见表1。

1.2 生产工艺流程
安钢第二炼轧厂含磷耐候钢的生产工艺流程：
高炉铁水一混铁炉或折铁罐—150 t转炉一吹氩站一LF—双流板坯铸机
2 冶炼实践与分析
2.1 高磷耐候钢的冶炼技术要求
高磷耐候钢是在钢中通过添加Cu、P、Cr和Ni等合金元素的低合金耐大气腐蚀
结构钢，是一种通过锈蚀过程中表面合金元素的富集，使锈层逐渐趋于稳定化，从而延缓基体金属腐蚀的钢材。

其化学组分要求以高磷集装箱板SPA-H为例进行说明，具体要求见表2。

表1 转炉主要技术参数项目工艺参数公称容量/t150炉容比0.948供氧强度
/(Nm3·t-1·min-1)3.2冶炼周期/min平均36氧枪系统五孔,喉口直径40.7mm,中心夹角12°,马赫数2.0底吹系统8块透气砖,氮氩切换,供气强度0.01～
0.12Nm3/t.min
表2 集装箱板SPA-H化学组分要求 / %CSiMnPSAltNiCuCr控制≤0.120.25～
0.65≤0.60.070～0.15≤0.020≥0.010≤0.650.25～0.60.30～1.25
2.2 铁水条件
安钢的铁水成分和铁水温度见表3。

由于铁水成分和温度不稳定，在冶炼低磷钢时会给操作带来许多问题，如渣量大、冶炼操作不稳定、喷溅严重、终点命中率低等。

但是在冶炼高磷钢时则可通过调整冶炼工艺参数，将不利因素转为有利因素。

表3 铁水成分和温度项目C/%Si/%Mn/%P/%S/%铁水温度/℃范围4.3～
4.60.3～0.70.15～0.50.09～0.130.02～0.051203～1471平均值
4.50.460.250.110.0311335
2.3 冶炼控制分析
2.3.1 脱磷原理
炼钢过程中的脱磷反应是在金属液与熔渣界面进行，在转炉炼钢的熔渣制度下，FeO和CaO是生成稳定磷酸盐的最主要氧化物，反应式如下：
2[P]+5(Fe2+)+8(O2-)=2(PO43-)+5[Fe]
(1)
LP=XP2O5/[%P]2=KαFeO5 αCaO4
(2)
磷分配比(LP=(P)/[P])的计算公式：
lgLP=22350/(273.15+T)-21.876+5.6lg(%CaO)+2.5lg(%TFe)
(3)
式(3)表明，高碱度、高氧化性渣对脱磷有利，去磷是放热反应，故从热力学讲低温条件有利于去磷反应的进行。

要得到较高的吹炼终点磷含量，在一定温度下需要控制较低的炉渣TFe和CaO含量，在实际操作中通过优化造渣制度和供氧制度来实现。

2.3.2 造渣制度
为了从钢液中脱磷并把脱磷产物留在渣中．必须降低渣中P2O5，的活度，可以采取加石灰生成比较稳定的3CaO·P2O5，来实现，所以渣中有CaO的存在是脱磷的充分条件，因此优化造渣制度。

降低渣中的CaO含量，可达到保磷效果。

终渣碱度对终点磷含量的影响，如图1所示。

图1 终渣碱度对终点钢水磷含量的影响
由于铁水磷含量较低，因此不需要加入石灰,利用石灰石和轻烧白云石中的CaO就可以满足脱磷的要求。

具体优化措施有以下几点。

(1)终渣碱度控制在2.2～2.5，造渣过程中不加活性石灰，根据铁水Si含量，加入轻烧白云石3 t，根据铁水成分和温度进行模型计算石灰石加入量，保持渣中
MgO含量≥10%，在低碱度冶炼操作下可有效保护炉衬。

(2)前期加入所有的轻烧白云石以及部分石灰石，提高前期渣中的CaO和MgO含量，防止酸性渣对炉衬的侵蚀。

(3)根据热平衡计算结果，在吹氧4 min以前加入全部渣料控制前期升温过快。

避
免碳氧反应期到来后发生大的喷溅。

2.3.3 供氧制度
渣中FeO在脱磷过程中起双重作用，一方面是作为磷的氧化剂：另一方面充当把
渣中P2O5结合成3FeO·P2O5，的基础化合物的作用。

所以，可以认为降低渣中FeO含量是保磷的必要条件，因此，为了达到脱碳保磷的目的。

在冶炼过程中尽
量降低渣中FeO的含量．主要通过优化供氧制度来实现。

终渣FeO含量对终点磷含量的影响，如图2所示。

图2 终渣T.Fe含量对终点磷含量的影响
相比较低磷钢种的恒压变枪操作，枪位采用高-高-低模式采用恒枪恒压的操枪方式，枪位1.5 m保持不变，流量34 000 Nm3/(t·min)保持不变，同时强化转炉后期底吹效果，最大限度的降低渣中FeO含量，最终保证转炉出钢终渣FeO含量控制在15%以内。

不同供氧时间对应的枪位高度值见表4。

表4 不同供氧时间对应的枪位高度值项目参数供氧时间/min0～4 4～12 >12
正常枪位高度/m1.50～1.80 1.55～1.80 1.50～1.60改进后枪位高度/m1.5 1.5
1.5
2.4 应用效果
通过优化供氧制度和造渣制度，转炉终点磷含量和终点温度控制均取得了较好的效果，见表5。

表5 优化前后转炉冶炼终点效果对比项目炉数/炉平均终点碳/%平均终点磷/%平
均终点温度/℃优化前260.0550.0481657优化后280.0630.0551662
3 结论
(1) 生产实践表明：转炉冶炼采用相对低的碱度2.2～2.5，并稳定炉渣中的FeO
含量15%以内是冶炼高磷耐候钢的关键。

(2) 通过不加石灰，采用恒压恒枪操作，安钢转炉冶炼SPA-H终点磷含量达到平
均0.055%的水平。

(3)通过优化前后的应用效果对比，优化后转炉终点磷含量平均可提高0.008%，转炉终点温度平均可提高5 ℃左右，可节省一部分磷铁合金化成本和精炼电耗成本。

4 参考文献
[1] 吴康，郑毅.提高供氧强度冶炼含磷耐候钢的生产实践[J].炼钢，2010,28(4):
10-12.
[2] 赵国光，左康林，邹俊苏.梅钢转炉低成本冶炼耐候钢SPA-H[J].宝钢技术，2006,22(2):8-10.
[3] 王羽，林利平，王安军，等.控制高磷钢终点w(P)的实践[J].钢铁研究，2013,30(2):49-51.。