新兴铸管80t转炉高效低成本脱磷工艺研究

在钢铁行业持续低迷的大环境下,为降低生产成本,很多企业在综合考虑铁水预处理、转炉“双渣法”和“双联法”脱磷的基础上,希望在转炉内将磷含量控制在合理的水平,因此研究高效低成本转炉脱磷工艺十分必要。本文以热力学为基础,系统分析了各个影响因素(包括碱度、FetO含量、P205含量、MgO含量、MnO含量以及温度)对脱磷反应的影响规律,结合实验室脱磷高温实验研究,确定高效脱磷渣系：(%CaO)=49%～54%、(%SiO2)=15%～20%、(%FetO)=15%-20%、(%MgO)=6%-8%、(%MnO)<6%,(%P2O5)<3%。经工业验证,可将转炉磷含量控制在0.027%,优于原渣系的0.033%。通过数值模拟建立了转炉流场数值模拟模型和脱磷反应动力学模型,研究各工艺参数对钢水流场和脱磷效果的影响,提出如下最优工艺参数：①采用改进后氧枪,喉口直径扩大为37.3mm,喷孔倾角提高为12。；②冶炼过程中,选取高低枪位搭配使用的方法；③氧枪供氧压力控制在0.8MPa或略高。根据高效脱磷渣系和最优工艺参数指导生产实践,达到转炉高效脱磷、降低冶炼成本目的。在循环利用和精确控制的前提下,降低原料成本是转炉低成本脱磷的关键措施。本文以石灰石代替石灰,研究低成本脱磷工艺。通过转炉物料平衡、热平衡计算以及多元多相平衡计算可知,理论上石灰石置换比可以达到100%,石灰石分解产生的C02相当于增加约12.5%的02的氧化效果,吨钢成本最多可降低60元。为了更好指导生产实践,本文进行了石灰石脱磷高温模拟实验研究,结果表明石灰石置换比为40%和60%时脱磷效果最好。石灰石置换比的选取应当权衡生产成本和脱磷效率两个方面,置换比为60%时,脱磷成本更低,置换比为40%时,脱磷效率更高。根据以上研究结果,本文对转炉石灰石脱磷工艺进行了工业试验。考虑到现场生产稳定性和安全性,工业试验过程中依次增加石灰石的加入量(1.5t/炉,2t/炉,3t/炉),最终确定石灰石炼钢的最优方案：石灰石加入量为3t,石灰加入量为2.5t,镁球加入量为0.43t,烧结矿加入量为0.4t,轻烧白云石加入量为0.6t。该方案石灰石置换比为41%,吨钢可降低成本为10.6元。