轉(zhuǎn)爐出鋼回磷控制與分析

金輝

【摘 要】通過(guò)對(duì)鋼包鋼水回磷原因的分析，找出煉鋼生產(chǎn)影響鋼包回磷的幾個(gè)因素，并有針對(duì)性的提出了應(yīng)對(duì)措施，以此來(lái)減少出鋼回磷造成成分出格的現(xiàn)象。

【關(guān)鍵詞】回磷；因素；槍位；渣料；擋渣

0 前言

鞍鋼煉鋼某廠是以生產(chǎn)重軌鋼、高級(jí)硬線鋼、石油管線鋼、造船鋼為主。而重軌鋼、高級(jí)硬線鋼、石油管線鋼對(duì)鋼中磷的要求非常嚴(yán)格。磷含量的多少直接影響鋼材的質(zhì)量和銷(xiāo)售。隨著鋼材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的日趨激烈以及客戶(hù)對(duì)質(zhì)量要求的不斷提高，對(duì)于上述鋼種的質(zhì)量要求也就更加苛刻，但在轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)會(huì)發(fā)生成品鋼中磷高于鋼水終點(diǎn)磷即回磷，因此控制鋼水出鋼回磷是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，如何控制回磷也成為冶煉優(yōu)質(zhì)鋼的瓶頸問(wèn)題，煉鋼某廠轉(zhuǎn)爐出鋼回磷要求為0.003%以下，出鋼回磷大易造成鋼水成份超標(biāo)而翻鋼水，不利于鑄機(jī)大澆次生產(chǎn)控制，2016年6～12月鋼種出鋼回磷量為0.001%～0.005%之間，指標(biāo)提升還有很大空間，控制好鋼水出鋼回磷也有利于大大降低爐體蝕損和減少補(bǔ)爐作業(yè)爐次，降低材料消耗。

1 回磷分析

1.1 回磷的原因分析

1.1.1 煉鋼過(guò)程回磷

轉(zhuǎn)爐高堿度、高氧化性、大渣量和低溫有利于熔池脫磷，但進(jìn)入冶煉中期由于發(fā)生碳的激烈氧化，熔池迅速升溫，渣中FeO含量明顯降低，這對(duì)脫磷非常不利。FeO含量降低致使石灰渣化不好而造成熔渣發(fā)粘，不利于鋼渣之間充分反應(yīng)，使不穩(wěn)定的渣中P2O5返回到熔池中，使熔池磷的含量增加。

1.1.2 出鋼過(guò)程回磷

在出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)加入脫氧劑，使鋼中的氧以及渣中（FeO）下降，脫氧產(chǎn)物（SiO2）、（Al2O3）等進(jìn)入爐渣，使?fàn)t渣堿度降低，會(huì)打破脫磷反應(yīng)的平衡狀態(tài)，有助于（P2O5）的分解和還原，磷又重新進(jìn)入到鋼液。

回磷反應(yīng)與下列各種反應(yīng)有關(guān)：

（1）渣中（FeO）與脫氧劑作用：（以硅脫氧為例）

2（FeO）+[Si]=（SiO2）+2[Fe]

（2）爐渣與脫氧產(chǎn)物作用：

2（3CaO.P2O5）+3（SiO2）=3（2CaO.SiO2）+2（P2O5）

（3）渣中（P2O5）與脫氧劑的作用：

2（P2O5）+5〔Si〕=5（SiO2）+4〔P〕

（4）渣中（3CaO.P2O5）直接同脫氧劑作用：

2（3CaO.P2O5）+5[Si]=4[P]+5（SiO2）+6（CaO）

可見(jiàn)出鋼脫氧及合金化操作不合理，導(dǎo)致了鋼水回磷的發(fā)生?；虺鲣撓略?，進(jìn)入鋼包內(nèi)煉鋼爐渣中的（P2O5）分解還原進(jìn)入到鋼水中，出鋼下渣越多，則回磷越多?；蚴呛辖鹆缀枯^高，也會(huì)導(dǎo)致成品鋼中磷含量高于終點(diǎn)磷含量。

1.2 煉鋼某廠回磷現(xiàn)狀分析

1.2.1 煉鋼某廠回磷現(xiàn)狀

2016年6～12月份平均出鋼回磷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)如下表：

表1 2016年回磷統(tǒng)計(jì)

1.2.2 煉鋼某廠回磷現(xiàn)狀分析

出鋼回磷≥0.005%因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)如下表：

表2 回磷爐數(shù)與回磷因素關(guān)系

由表可知，鋼種出鋼回磷問(wèn)題癥結(jié)是：出鋼下渣、終點(diǎn)溫度高、終渣氧化鐵過(guò)低。因此只要控制轉(zhuǎn)爐下渣量和合理鋼水終點(diǎn)溫度及氧化性的爐數(shù)，就能將鋼水回磷0.005%降低為0.003%以下。

1.2.3 煉鋼某廠回磷因素（見(jiàn)表）

表3 回磷因素分析

2 出鋼回磷控制

2.1 槍位控制和物料加入控制

2.1.1 前期槍位及渣料加入量的控制

開(kāi)吹槍位2.2m，氧氣流量20200m3/h～20600m3/h，工作氧壓0.87 Mpa～0.90Mpa。第一批料在下槍吹氧打著火的同時(shí)加入。首批料加完后，降槍至1.8m來(lái)加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，提高熔池溫度，使其快速成渣。由于吹氧前加入輔助材料幫助化渣，所以，在正常情況下，前期渣子會(huì)很快形成。

2.1.2 中期槍位及渣料加入量的控制

強(qiáng)攪拌后，吹氧5min槍位恢復(fù)正常，觀察渣子情況。如渣子已形成可降槍繼續(xù)加強(qiáng)攪拌，如渣子還未形成，可把槍抬高，同時(shí)降低氧氣流量和氧壓，以提高渣中（FeO）含量促進(jìn)成渣。但時(shí)間不宜太長(zhǎng)，熔池來(lái)渣后緩慢降槍?zhuān)乐挂蚪禈尫却?，造成渣子化不透現(xiàn)象，導(dǎo)致嚴(yán)重的返干現(xiàn)象。然后再根據(jù)渣子情況來(lái)調(diào)整槍位，同時(shí)氧氣流量及工作氧壓恢復(fù)正常，時(shí)間在6min～8min內(nèi)渣子即可達(dá)到化透的效果。為保證有合適的堿度，可依據(jù)情況加入第二批料，觀察渣子情況，來(lái)調(diào)整槍位，加料時(shí)最好是小批量多批次加入，以免加入過(guò)多造成爐渣返干。

2.1.3 末期槍位及渣料加入量的控制

最后一批料在吹氧12min左右結(jié)束，因?yàn)榈蜏?、低Si鐵水氧化速度快，雖然加入一些輔助材料，但吹氧時(shí)間會(huì)比正常鐵水冶煉短，所以為了提高渣料的利用率，最后一批料結(jié)束時(shí)間應(yīng)早些。然后再根據(jù)熔池升溫以及化渣情況來(lái)適當(dāng)增加造渣材料。吹氧至14min左右，最好吊一下槍?zhuān)乖訌氐谆?，然后再根?jù)火焰情況階梯型地降低槍位來(lái)穩(wěn)定火焰，便于拉碳的準(zhǔn)確性。為了防止拉低碳氧氣流量應(yīng)控制在20000m3/h～20300m3/h，工作氧壓0.83Mpa～0.86Mpa。

2.2 嚴(yán)格擋渣出鋼

針對(duì)擋渣失敗和擋渣不嚴(yán)，制定嚴(yán)格的操作規(guī)定

（1）每天接班必須進(jìn)行校錐。

（2）合理的控制投放擋渣錐的時(shí)間。但由于擋渣錐的材料在高溫下會(huì)軟化，因此如果擋渣錐投入太早，就會(huì)使得擋渣錐在高溫下變形，不能達(dá)到擋渣的目的。且投入過(guò)早，爐內(nèi)鋼水多，鋼水液面深，可能大于導(dǎo)桿長(zhǎng)度，不能保證擋渣錐能進(jìn)入出鋼口，因此規(guī)定在出鋼4/5加入擋渣錐。

（3）出鋼時(shí)爐渣過(guò)稀，必須加入菱鎂石稠渣，加強(qiáng)擋渣效果。

（4）出鋼擋渣失敗后，必須進(jìn)行鋼水扒渣。

3 總結(jié)

通過(guò)影響此廠轉(zhuǎn)爐出鋼回磷的因素分析制定嚴(yán)格防止回磷措施和手段，嚴(yán)格控制下渣量和槍位與渣料合理配合，減小了出鋼鋼水的回磷的程度，保證鋼水中磷含量控制在鋼種要求的范圍內(nèi)，為用戶(hù)提供低磷的優(yōu)質(zhì)鋼。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馮捷，張紅文.《轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)》冶金工業(yè)出版社，2006.

[2]王雅貞，李承祚.《轉(zhuǎn)爐煉鋼問(wèn)答》冶金工業(yè)出版社，2003.

[3]張芳.《轉(zhuǎn)爐煉鋼》化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]