[硅铁,济钢,低温]济钢低温低硅铁水脱磷的工艺实践

济钢低温低硅铁水脱磷的工艺实践
【摘要】针对转炉冶炼低温低硅铁水终点磷含量偏高的现象，从冶炼前期成渣条件、氧枪吹炼枪位等几方面因素对脱磷的影响进行了分析。

通过改善化渣条件、采取留渣操作和低温操作等相应措施，有效降低了终点钢水中的磷含量。

【关键词】转炉；低温低硅铁水；脱磷
【Abstract】Aiming at the phenomenon that high phosphorus content exist at the endpoint of smelting low silicon hot metal at low temperature in converter，we analysis a few factors which influence dephosphorization， such as the condition of early stage of the smelting slag， lance position of oxygen lance blowing gun. By improving the condition of slag and taking slag operation and low temperature operation， we reduced phosphorus content in the end of molten steel effectively.
【Key words】Converter；Low silicon hot metal at low temperature；Dephosphorization
低温低硅铁水的入炉给转炉操作带来了极大的困难，具体表现在炉渣化不透，中期返干严重，终点磷易出格，从而增加了后吹或点吹概率，影响着钢水的质量及转炉的寿命，增加了原料消耗，对降低成本非常不利。

低温低硅铁水的冶炼还容易粘氧枪、烟道以及炉口，大大增加了工人的劳动强度，严重时甚至会打乱铸机节奏，造成被迫性停浇，产生生产事故。

为了解决这一生产难题，济钢炼钢厂210炼钢车间根据实际生产条件，通过原因分析、大量实践摸索，指定了一系列工艺优化措施，化渣效果得到改善，有效地解决了脱磷困难及粘枪的问题。

1 生产概况
2 磷高主要原因分析
2.1 化渣不良
转炉冶炼过程发生在钢渣间的脱磷反应主要是[1]：
4（CaO）+5（FeO）+2[P]=（4CaO?P2O5）+5[Fe]+Q（1）
有利于脱磷的条件为：低温、高碱度、高（FeO）、大渣量、良好的炉渣流动性。

脱磷反应是强放热反应，在影响脱磷的诸多因素中，温度表现得尤为明显，控制好温度是脱磷的关键[2]。

同时，炉渣良好的流动性对提高渣钢接触面积，促进脱磷具有积极的作用。

而脱磷的最佳时期是冶炼前期，而能否尽快形成具有一定流动性和碱度的初期渣尤其关键。

但成渣的条件必须有充分的搅拌、适当高的熔池温度，这是促进脱磷反应的动力学条件。

没有足够的温度，渣子不能熔化，即使能够熔化，如果温度不够高，渣子的流动性不好，仍
不能完成它应起的作用。

前期适当高温有利于熔渣向石灰内部渗透，使生成的石灰块外壳化合物迅速熔融成渣。

低温低硅铁水由于铁水温度低导致转炉冶炼初期温度偏低，不利于初期渣的形成；同时由于冶炼初期降低炉渣熔点的SiO2含量低，不利于形成泡沫化良好炉渣，因此不利于转炉冶炼初期脱磷。

一旦前期炉渣化不透，中期则容易引起返干，并且难以调理，大大降低脱磷效率。

指望后期大量的脱磷是非常困难的。

另外头批渣料加入数量过多，加入时机稍早等原因，也会造成吹炼前期熔池升温速度慢、温度低，致使前期渣料不具备充分熔化的热力学条件。

二批料加入过早或过晚，或者因为在吹炼中后期短时间内加入渣料数量过多、批次过勤，都会致使炉渣化不透，流动性较差，不具备充分的脱磷动力学条件。

2.2 枪位及氧压控制不当
开吹阶段枪位过高或氧压较低，熔池升温较缓慢，不利于石灰的熔化；若低枪位开吹时间较长而未及时提枪，则硅、锰氧化期更短，渣中（FeO）较低，不利于石灰的熔化，致使脱磷效果差。

吹炼中后期，随着熔池温度的逐步升高，若吹炼枪位相对较低，碳氧反应剧烈，渣料加入相对滞后，致使中后期熔池温度过高，形成炉渣“返干”，使炉渣失去脱磷能力。

3 工艺优化及改进措施
3.1 合理的装入量制度
为了提高低温低硅铁水的物理热和化学热，给快速化渣提供温度条件，需要提高铁水装入量，减少废钢量，降低废钢比。

210t炼钢车间把废钢比控制在了6.5%～7.5%。

因为铁块相比废钢温降效应要小许多，冶炼低温低硅铁水时，最好配加一定量的铁块。

3.2 枪位及造渣制度
3.3 使用活性石灰
如果入炉石灰质量较差，有效CaO低，杂志多，若加入量少则炉渣碱度达不到要求；反之，低温低硅铁水条件下，则石灰更加难以熔化，碱度和流动性均不到脱磷的要求。

而活性石灰有效CaO含量高，SiO2含量低，硫、磷含量少，生烧和过烧率低，气孔率高，块度合适，加入炉内能快速熔化，成渣速度快，因此能大大改善冶炼低温低硅铁水的冶金效果。

另外，前期尽量不要使用比如石灰石、生白云石等造渣料替代部分石灰和轻烧白云石。

石灰石和生白云石加入炉内会进行分解反应，吸收大量的热量，降低熔池温度，由于多了一步分解反应，因而成渣速度较石灰和轻烧白云石要慢。

3.4 加入提温剂及化渣剂，例如硅铁及锰铁
铁水温度和硅低时，由于热量不足，可以加入适量硅铁来增加铁水热量，铁水锰低时，可以往铁水中补加锰铁以增加渣中MnO，渣中MnO对石灰溶解速度的影响仅次于FeO。

通过大量实践发现，当铁水中Mn含量在0.50%～0.60%时，初期渣形成快，中期返干现象减轻，脱
磷效果较好。

3.5 留渣操作
转炉留渣操作是将上一炉的终渣全部或一部分留给下炉使用。

由于炉渣碱度高、温度高，并且有一定的（FeO）和（MnO）含量，且是现成的熔体，渣层比较活跃，炉渣流动性好，且本身还具有大量的物理热，因而在前期温度较低的情况下，对下一炉初期渣的形成十分有利，可以有效的去除磷、硫。

但留渣操作在兑铁过程中易产生喷溅，危及人身及设备安全，而且打火困难，易引起LT泄爆。

可以通过以下措施解决：
（2）对于（FeO）含量较高的炉渣，应延长溅渣时间，必要时往留渣炉内加入500～1000kg 的石灰以稀释渣中（FeO），稠化炉渣。

同时，兑铁时动作要采取缓慢细流原则。

兑铁完毕，要前后晃炉。

表2分别为20炉条件基本相同，留渣与不留渣炉次终点平均脱磷情况对比。

从表2可以看出，留渣操作即使在终点温度偏高的条件下，脱磷效果也是比单渣操作效果显著较多。

3.6 低温操作
由此可见，利用低温操作对转炉脱磷是十分有利的，在满足出钢条件及后续工序要求的条件下，出钢温度越低越好。

4 实践效果
5 结语
低温低硅铁水的冶炼，要想有效的脱除铁水中的磷元素，操作上必须做到：在吹炼前期要尽快形成一定碱度、一定流动性与FeO的前期渣，吹炼中期要控制好枪位与温度，避免炉渣返干，做到吹炼中、后期有效地脱磷。

【参考文献】
[2]黄希祜.钢铁冶金原理[M].北京：冶金工业出版社，1990.
[3]张芳.转炉炼钢[M].北京：化学工业出版社，2008.。