论文部分内容阅读
本文通过对[Si]>1.5%高硅铁水的转炉双联冶炼技术分析及工艺优化、0.8%<[Si]<1.5%高硅铁水的转炉双渣法冶炼工艺以及转炉双联脱硅炉冶炼高硅铁水的炉衬保护的研究,解决了 COREX炉生产的高硅高磷铁水难以适应转炉生产的问题。针对[Si]含量大于1.5%的高硅铁水,提出了分别脱硅和脱碳脱磷的转炉双联工艺。研究了脱硅炉内的碳硅氧化反应,建立了半钢碳、硅含量预报模型,明确了脱硅炉熔池碳硅选择氧化反应温度在1550℃左右,熔池高于此温度则促进碳的氧化,导致脱碳炉热量不足;同时高于此温度的铁水进入脱碳炉中,会造成冶炼初期碳氧化,导致成渣困难以及大量气体生成造成溢渣或喷溅。为保证脱碳炉的正常冶炼,提出了将脱硅炉终点[Si]含量控制在0.5~0.7%之间,温度控制在1500℃以下的工艺措施。为解决脱硅炉渣中的45%(SiO2)含量对渣铁分离影响,提出了控制脱硅炉的合理渣碱度为1.0-1.2。为保证脱碳炉高的前期脱磷率,采用留渣操作、适当减少第一批渣料加入促进初期渣形成。综合考虑铁水温度、碳含量、硅含量及半钢温度对废钢加入量的影响,开发了脱硅炉废钢加入量控制模型。通过上述研究,实现了稳定的高硅铁水转炉双联冶炼。与双渣工艺相比,不但可以有效降低喷溅率,而且可将石灰和白云石的平均消耗量分别降低31 kg/t、23 kg/t,钢铁料损耗平均降低5.5%,转炉废钢比提高至35%。针对0.8~1.5%[Si]含量、[P]含量大于0.12%的高硅高磷铁水,采用转炉双渣法冶炼。提出将前期熔池温度控制在1350~1400℃、半钢硅含量控制在0.05%左右,可避免导致渣中(FeO)含量高从而引发喷溅。保证初期形成较高碱度的炉渣促进脱磷,明确了冶炼前期理想的成渣路线是随着反应的进行,逐渐将炉渣碱度从1.0左右提升到1.6。将炉渣碱度控制在1.4-1.6、(FeO)控制在16-20%,可保证大部分的磷存在于固磷相Ca2SiO4·Ca3P2O5中,提高脱磷率。研究发现前期脱磷存在极限值,熔池中的磷含量最多降低到0.06%,理论脱磷率最高达60%,实际生产中脱磷率最高为50%,提高渣碱度,可以达到更好的前期脱磷效果。如果生产低磷钢,还要考虑终点降C脱磷。降低碳含量小于0.06%,进一步利用后期炉渣的氧化性脱磷。为实现低磷钢的生产,开发了高硅铁水冶炼低磷钢的双渣工艺模型,实现了终点碳平均为0.0575%的情况下,可达到平均终点磷为0.008%、终点脱磷率大于93%。转炉双联冶炼高硅铁水,由于脱硅炉炉渣碱度和熔点较低、流动性好、对氧化镁溶解度高,导致脱硅炉炉衬炉衬侵蚀严重。为提高溅渣护炉效率,应将炉渣碱度控制在1~1.2,(MgO)含量控制在5-7%,(FeO)含量控制在5%左右较为合适。为缓解脱硅炉中上部炉衬侵蚀严重的问题,通过水模型研究得出应控制溅渣时顶吹气量在32000m3/h左右、采用较低的底吹流量、控制枪位为1600-2000 mm、控制渣量为110-120 kg/t。通过这些措施的实施将厚度低于400 mm的炉衬面积由3.65 m2(87炉)降低到了 1.73 m2(74炉),且前大面及渣线部分的侵蚀程度明显降低。