钢包喷粉脱硫工艺试验研究_刘金刚.pdf

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1、世界金属导报/2011年/12月/20日/第011版炼钢连铸钢包喷粉脱硫工艺试验研究刘金刚李战军王文军姜中行朱志远孙硕猛柴玉国本文通过对“（铁水预处理）-100t转炉-钢包喷粉-（LF炉精炼）-连铸”工艺路线中钢包喷粉脱硫的工业试验，得出对于初始硫含量为0.016%的钢水通过钢包喷粉可以将硫含量控制到0.009%以下，脱硫率为52.3%，硫含量最低可达0.003%，脱硫率最高可达70.8%。钢包喷粉脱硫率随喷入粉剂量增大、钢中铝含量和初始硫含量增大而提高，随喷吹速率增大而减小。钢包喷粉具有脱硫速

2、率快、效果好、脱硫程度可控性强等优点，是实现品种钢开发中对脱硫的冶金功能非常灵活的手段之一，20世纪80年代对于此类研究较多，但由于存在脱硫过程中易堵枪、操作不稳定和增氮不易控制等缺点，国内实际用于生产中的非常少，许多学者转向在密闭空间内进行喷粉脱硫，本文基于工业试验对钢包喷粉脱硫工艺进行研究。1工艺路线工艺路线：（铁水预处理）-100t转炉-钢包喷粉-（LF炉精炼）-连铸，其中LF炉精炼仅作为钢包喷粉脱硫功能的补救措施和升温手段，为了研究不同初始硫含量情况下喷粉脱硫的效果，因此部分炉次进行了铁

3、水预处理脱硫，试验钢种为Q345C-S，其内控硫含量小于0.015%，判定硫含量小于0.025%。2冶炼过程对铁水进行不同程度的预处理脱硫，入炉铁水硫含量为0.032%；为防止钢包喷粉过程中温度过低，转炉终点的温度控制较高，均大于1730℃，出钢平均硫含量为0.020%，出钢采用AlFe对钢水进行强脱氧和渣洗，并在渣面加入一定量的铝粒进行渣面脱氧。使喷粉到站平均硫含量为0.0157%。试验采用喷粉剂钝化钙粉，钢包喷粉脱硫喷吹速度平均为38.4kg/min，脱后的硫含量为0.0074%（波动为0.

4、003%-0.016%），平均脱硫率为52.3%，喷粉完成后进LF炉进行成分微调和升温。炉渣成分如表1所示。3试验分析3.1冶炼过程硫含量分析从图1中可知，（铁水预处理）-100t转炉-钢包喷粉-（LF炉精炼）-连铸”工艺路线完全满足了硫含量的控制要求。对于铁水硫含量较高的炉次转炉发挥了较大程度的脱硫作用，而渣洗和喷粉则进行了更进一步的脱硫，使喷粉结束后最高硫含量达到了0.016%，成品硫含量为0.013%，满足了内控硫含量0.015%的质量要求。转炉在入炉铁水硫含量平均为0.032%的条件下发

5、挥了脱硫作用，平均脱硫率为37.5%，转炉终点碱度平均达到了2.95，控制较好。喷粉过程脱硫率平均达到43.75%，喷粉三分渣氧化性FeO+MnO平均由转炉渣的17.66降为6.86，碱度达到了3.44，满足了喷粉脱硫的需要。由于喷粉结束后硫含量已经完全满足了钢种要求，喷粉后在LF炉仅进行了硫含量的小幅调整。第1页共4页3.2喷粉脱硫率的影响因素喷粉脱硫率与喷吹粉剂量、钢中铝含量、初始硫含量和喷吹速率的关系如图2-图5所示。由于其中一炉粉剂喷入量过少，因此在进行单因素分析时将此炉剔除。由图2可知

6、，随粉剂加入量增加，脱硫率也相应增加，当粉剂由127kg提高到400kg时，脱硫率由20%提高到70%左右，所以在实际生产中可以通过粉剂的加入量控制不同的终点硫含量水平，达到稳定生产的目的。由图3可知，随钢中铝含量增加，喷粉脱硫率有很大程度提高，当铝含量达到0.025%以上，脱硫率即可达到50%以上，因此在操作中应当保证铝含量最低值不小于0.025%。由图4可知，随钢中初始硫含量升高，喷粉脱硫率相应提高，当硫含量由0.010%提高到0.025%左右时，脱硫率由50%左右提高到70%左右，所以喷粉

7、工艺对于工艺路线“转炉-喷粉脱硫-连铸”具有现实意义，可以保证出钢硫含量波动较大时采用喷粉工艺后使硫含量稳定达到较低水平。由图5可知，当喷吹速率在32-37kg/min时，脱硫率较高，达到60%以上，当喷粉速率大于37%后脱硫率逐渐下降，当喷粉速率提高到40%-42%之间时脱硫率下降为50%左右。这是由两方面原因造成的，一方面是由于喷吹速率增大，粉剂在钢液中的停留时间缩短，从而使有效脱硫时间缩短，有效脱硫粉剂量减小，造成了脱硫率下降；另一方面由于喷吹速率变大导致钢液面裸露翻开面积变大，所以钢水二

8、次氧化严重，因而影响了脱硫率，因此在操作中必须在生产周期和脱硫率之间寻求一个平衡点，既可以满足生产的节奏，又可以达到经济稳定生产的要求。4结论1）对于初始硫含量为0.016%的钢水通过钢包喷粉可以将硫含量控制到0.009%以下，脱硫率为52.3%，硫含量最低可达0.003%，脱硫率最高可达70.8%；2）喷粉脱硫率随喷入粉剂量增多而提高，因此喷粉脱硫可以根据钢水初始硫含量通过调整粉剂加入量满足目标硫含量要求；3）喷粉脱硫必须保证铝含量达到0.025%以上才能保证较高的脱硫率；4）喷粉脱硫率随初始