论文部分内容阅读
随着用户对钢材纯净度要求的不断提高,钢中有害元素磷的去除是炼钢工作者面临的重要工程问题。工业实践表明,转炉双联法是冶炼低磷、超低磷高质量钢、缩短冶炼周期、降低生产成本的有效工艺路线,并在一些钢铁企业得到应用。尽管如此,双联转炉脱磷过程成渣制度及线路的理论研究的缺乏仍然是制约该工艺路线推广应用的瓶颈。因而本论文以双联工艺中低温脱磷转炉、高温脱碳转炉冶炼过程造渣制度为研究对象,开展转炉双联工艺成渣路线的研究。论文以CaO-SiO2-FeO-MgO-MnO-P2O5六元渣系作为脱磷炉渣系,以CaO-FeO-MnO-SiO2-MgO-Al2O3-P2O5七元渣系作为脱碳炉渣系。用Factsage热力学软件计算了炉渣组元对液相线的影响,结合理论磷分配比和锰分配比,分别得到低温脱磷转炉和高温脱碳转炉的理论成渣路线。在实验室条件下,研究了铁水中Si、P含量和炉渣组元对脱磷的影响,综合上述研究得到低温脱磷炉的成渣路线,结果如下:①磷分配比(LP)随终渣碱度(1.52.1)增加而增加,由于脱磷转炉冶炼温度低,终渣碱度控制在2.1左右;LP随终渣FeO(5%30%)增加而增加,理论LP随FeO增加呈现先增加后降低的趋势,在25%出现最大值,终渣FeO含量宜控制在25%左右;LP随终渣MnO(3%12%)增加而增加,理论LP随MnO增加而降低,MnO能降低炉渣熔化温度,终渣MnO含量宜控制在6%8%之间;为降低炉渣熔化温度,MgO控制在4.0%5.0%之间。②在碱度为2.1的情况下,渣铁比由1:20增加到1:5时,脱磷率从21%增加到90%,相当于铁水Si含量从0.1%增加到0.4%,当铁水Si含量继续增加到0.8%时,脱磷率保持在90%。由于脱磷炉冶炼温度低,不能造高碱度炉渣和减少渣量,脱磷的合适Si含量控制范围应在0.2%0.4%之间;由于LP随铁水P含量(0.1%0.2%)增加而降低,为实现有效脱磷,P控制在0.12%以下。③经过理论计算和实验研究,低温脱磷转炉冶炼的理论和实际成渣路线选择高FeO成渣路线比较合理,其初渣成分控制在15%CaO-44%SiO2-41%FeO附近;理论计算得到的脱磷终渣成分在53%CaO-25.5%SiO2-21.5%FeO附近;过程渣经过20%CaO-20SiO2-60%FeO高FeO点,而实验得到的脱磷终渣成分应控制在50.8%CaO-24.2%SiO2-25%FeO附近,这样有利于快速形成脱磷炉渣。理论计算得到的后期固磷炉渣成分在63.6%CaO-30.3%SiO2-6.1%FeO附近,可以实现固磷及降低铁损的目的。在实际冶炼过程中,后期固磷渣的成分需通过吹炼制度来实现。④为提高锰的回收率,脱碳转炉终渣组成应控制在如下范围内,碱度宜控制在45之间;FeO含量在20%左右;MnO含量在14%17%;MgO含量在8%10%。理论计算得到的双联脱碳转炉内的成渣路线也为高FeO成渣路线,初渣成分应控制在15%CaO-65%FeO-20%MnO附近;终点炉渣成分应控制在40%CaO-35%FeO-25%MnO附近。