转炉炼钢脱磷工艺分析

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摘要.................................................................................................................................................... I 第一章 文献综述......................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 磷元素对钢的影响.............................................................................................................. 1 1.2 影响脱磷的因素.................................................................................................................. 1 1. 3 钢铁生产中脱磷的主要方法............................................................................................. 2 1.3.1 铁水预处理脱磷........................................................................................................... 2 1.3.2 转炉吹炼中脱磷........................................................................................................... 7 1.3.3 炉外二次精炼脱磷.......................................................................................................8 1.4 国内外脱磷发展概况........................................................................................................ 10 1.4.1 转炉脱磷的背景与当前发展的问题....................................................................... 10 1.4.2 国内外脱磷发展概况................................................................................................ 11 1.4.3 双联法的发展............................................................................................................. 13 第二章 脱磷的热力学及动力学条件分析.................................................................................16 2.1 脱磷反应的热力学分析................................................................................................... 16 2.1.1 磷在钢液中和熔渣中的存在形式........................................................................... 16 2.1.2 气化脱磷..................................................................................................................... 16 2.1.3 炉渣碱度对 Lp 的影响.............................................................................................. 16 2.1.4 炉渣的氧化能力对 Lp 的影响..................................................................................17 2.1.5 气体与金属间的反应................................................................................................ 17 2.1.6 熔渣与钢水之间的反应............................................................................................ 17 2.1.7 脱磷的基本反应......................................................................................................... 18 2.1.8 回磷.............................................................................................................................. 22 2.1.9 还原脱磷..................................................................................................................... 24 2.2 脱磷反应的动力学分析................................................................................................... 25 2.2.1 脱磷动力学................................................................................................................. 25 2.2.2 动力学方程式的建立................................................................................................ 25 2.2.3 温度对反应速度的影响............................................................................................ 26 2.2.4 实际动力学措施......................................................................................................... 26
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第三章 试验方案的设计.............................................................................................................. 27 3.1 沙钢双渣脱磷的现状........................................................................................................ 27 3.1.1 双渣操作的好处......................................................................................................... 27 3.1.2 沙钢双渣脱磷情况.....................................................................................................27 3.1.3 脱磷的效果及回磷问题............................................................................................ 28 3.2 目前存在的问题................................................................................................................. 29 3.2.1 前期脱磷结果............................................................................................................. 29 3.3 影响前期脱磷的主要因素............................................................................................... 30 3.3.1 钢水中硅的氧化......................................................................................................... 30 3.3.2 前期渣碱度的控制.....................................................................................................30 3.3.3 倒前期渣时间的控制................................................................................................ 31 3.4 180t 转炉冶炼终点脱磷情况.......................................................................................... 32 3.4.1 增碳剂加入量的控制................................................................................................ 32 3.4.2 冶炼终点脱磷情况.....................................................................................................32 3.5 180t 转炉冶炼工艺改进方案.......................................................................................... 32 3.5.1 冶炼前期控制............................................................................................................. 33 3.5.2 冶炼终点控制............................................................................................................. 33 结论..............................................................................................................................................35 参考文献..................................................................................................................................... 36 致 谢....................................................................................................................................... 37
天津冶金职业技术学院 毕业课题
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转炉炼钢脱磷工艺分析
系 专 班
别 业 级
冶金工程系 冶金技术 11-2 班 苗利鹏 杜效侠
学生姓名 指导教师
2014 年 4 月 3 日
摘 要
对于绝大多数钢种来说磷是有害元素。钢中磷含量高会引起钢的“冷脆” ，降低 钢的塑性和冲击韧性，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差， 磷对钢的这种影响常随着 氧、氮含量的增高而加剧，且在钢坯中偏析仅次于硫，很难消除。所以脱磷是炼钢过 程中重要任务之一。 本文从氧气顶底吹转炉的热力学着手，分析了冶炼过程中温度、炉渣碱度、FeO 对磷含量的影响，回磷的原因及其影响因素及防止措施等，指出在控制住终点温度、 炉渣的碱度及 FeO 在合理范围之内时重视钢水的回磷问题。 并且对沙钢集团有限公司 宏发炼钢厂的顶底复吹的脱磷状况进行了分析， 然后结合以往顶吹转炉的工艺进行试 验。结果表明：在试验条件下，沙钢集团有限公司宏发炼钢厂顶底复吹的脱磷率在顶 吹的 84%基础上提高了 4%,大大提高了脱磷效率，并减少了冶炼时间，为炼钢厂生产 超低磷钢创造了条件。 针对沙钢目前转炉冶炼控制情况，并结合高碳钢中碳含量高的问题， 提出了转炉 双渣脱磷操作与冶炼终点低拉增碳相结合的脱磷冶炼控制工艺， 以提高钢水的洁净度 和产品质量。结果表明：通过良好的铁水条件；合理配料；严格控制前期枪位和倒渣 时间；确保钢水终点碳含量在规定范围等技术措施，可有效降低钢中磷含量，为提高 钢水洁净度和钢材质量创造有利条件。 关键词 ： 转炉冶炼，脱磷，顶底复吹，热力学，动力学