首钢京唐公司低磷钢生产实践探究

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1、首钢京唐公司低磷钢生产实践探究　　【摘要】本文在全三脱法脱磷转炉脱磷保碳的热力学分析的基础上，并结合首钢京唐公司采用300t转炉双联法冶炼的实际生产数据，探讨并分析了“全三脱”工艺流程脱磷的主要影响因素及工艺条件。结果表明：在脱磷炉中，降低熔池温度，保持适当高的炉渣碱度和（FeO）含量条件下有利于实现脱磷保碳；脱磷炉内[P]和[C]发生选择性氧化的转折温度在1350℃～1400℃范围，控制在[P]和[C]发生选择性氧化的转折温度偏下水平；脱磷炉内铁水温度，脱碳炉内炉渣碱度和渣中的（FeO）含量对脱磷影响较大，要控制在合适的范围之内，使脱磷达到最大化。【关键词】低磷钢全三脱脱磷保碳选择性氧

2、化一、前言磷是一般钢种中有害元素之一，钢中含磷量高会使钢材的低温塑性和韧性降低，同时低磷钢和超低磷钢等钢材需求量的急剧上升，对转炉脱磷技术的要求越来越严格。目前转炉脱磷炼钢工艺操作方法主要有双联法和双渣法。5与传统炼钢流程不同，双联法转炉脱磷流程是将脱磷和脱碳分别在两个转炉中进行，脱磷炉出钢后的钢水叫半钢，将半钢兑入脱碳炉后进行脱碳冶炼终点需求成分合格钢水。这种双联法的缺点是脱碳炉中的能量不足，在脱磷炉中在保证高的脱磷效率的前提下，也要保证铁水中的[C]尽量少氧化，即脱磷保碳。本研究在脱磷炉中脱磷保碳理论分析的基础上，结合低磷钢冶炼实际生产数据，探讨了影响全三脱脱磷的主要影响因素及工艺条

3、件。二、脱磷炉中脱磷保碳的热力学分析铁液各元素与氧的结合能力，可以用该元素被氧化达到平衡时的氧位大小来表示：徐匡迪等根据首钢京唐公司脱磷转炉铁水的平均入炉成分，绘制出了lga[O]-T的关系图，在脱磷炉吹炼前期，温度偏低，随着[Si]和[Mn]质量分数的降低，铁水的温度逐渐升高，此时就出现了铁液中[P]和[C]的选择性氧化问题。因此，保持适当高的碱度和（FeO）含量条件下有利于实现脱磷保碳。在[%C]=3.5和[%C]=4.5时[C]的平衡氧位线分别与aP2O5=10-21和aP2O5=10-22时，[P]和[C]发生选择性氧化的转折温度在1350℃-1400℃范围。在铁液中的[Si]和

4、[Mn]先被氧化后温度升高，当铁液中[C]含量较高时，[C]要与[P]争夺氧，发生选择性氧化，根据碳-磷-氧的平衡关系，则[P]和[C]发生选择性氧化的热力学条件为：根据（3）式的平衡常数与各组元活度之间的关系，可以得到：5由式（4）可以看出，提高铁水中[P]的活度系数，及降低温度、铁水中[C]的活度和渣中（P2O5）的活度，从而可以降低半钢中[P]的质量分数。三、转炉内[P]的控制及主要影响因素由前面的热力学分析可以知道，降低熔池温度，保持适当高的碱度和（FeO）含量条件下有利于实现脱磷保碳，吹炼过程配加渣料可以将炼钢温度控制在1300℃-1350℃温度范围，从而控制温度低于[P]和[

5、C]发生选择性氧化的转折温度，并且造适度碱性渣，可将脱磷炉内的磷含量降低到较低水平，同时也满足了脱磷保碳的要求。（一）脱磷炉内铁水温度对于脱磷效果影响磷在渣钢的分配比随铁水温度呈现先增加后降低的趋势，表明温度对脱磷的影响起着双向作用，并不是温度越低越好，高温不利于脱磷，铁水温度升高，可以加速石灰的熔化，快速提高熔渣碱度，当铁水温度在1300℃-1340℃温度范围内时，表明此时脱磷效果最好。按照此温度操作，半钢[P]控制在0.035%以下的良好控制指标。（二）脱碳炉渣碱度对脱磷的影响5钢渣的碱度控制在3.7-4.5时，脱磷效果最好，也并不是碱度越高越好。炉渣碱度高，表明炉渣中的CaO含量高

6、，而且生成的磷酸钙在炼钢温度下较稳定。但如果渣中的CaO含量过多，CaO不能完全溶入炉渣，会使炉渣的粘度增加，流动性变差，从而影响脱磷反应在钢液与炉渣间的界面进行，降低脱磷效果。因此脱碳炉的白灰消耗控制在合理范围内有利于脱磷，未必是大量白灰取得较好的脱磷效果。（三）脱碳炉内温度对脱磷影响-在脱碳炉内虽然冶炼温度较高（1650℃-1710℃），但只要加入合适的造渣料，加之脱碳反应剧烈，如果合适控制枪位，将（FeO）和终渣碱度控制在合理的范围内，脱碳炉工艺终点温度控制在1660-1680℃之间时，可以将转炉[P]稳定控制在0.008%以下，如果超出1680℃时，终点[P]含量波动性较大，稳定

7、性较差。四、结论（1）由于双联法转炉冶炼时容易造成脱碳炉热量不足，因此，在脱磷炉中，降低熔池温度，保持适当碱度和（FeO）含量条件下有利于实现脱磷保碳；（2）脱磷炉内[P]和[C发生选择性氧化的转折温度在1350℃-1400℃范围，铁水温度尽量控制在[P]和[C]发生选择性氧化的转折温度偏下水平；（3）脱磷炉内铁水温度，要合理控制在合适的范围之内，配合炉渣碱度和渣中的（FeO）含量使脱磷达到最大化，将磷含量控制在0.035%以下；5