复吹转炉冶炼低硫低磷低锰生产工艺实践

来源：2017年高效、低成本、智能化炼钢共性技术研讨会论文集|浏览：次|评论：0条 [收藏] [评论]

复吹转炉冶炼低硫低磷低锰生产工艺实践吴利国卢静会贾子伟张奇（河北敬业钢铁有限公司，河北石家庄，050400）摘要：本文对我厂复吹转炉冶炼低硫低磷低锰生产工艺进行了分析, …

复吹转炉冶炼低硫低磷低锰生产工艺实践

吴利国卢静会贾子伟张奇

（河北敬业钢铁有限公司，河北石家庄，050400）

摘要：本文对我厂复吹转炉冶炼低硫低磷低锰生产工艺进行了分析, 并根据现有装备对超低硫低磷低锰进行技术攻关,满足LY07等超低硫低磷低锰生产工艺要求（钢水P≤0.015%、S≤0.005%、Mn≤0.08%）。

关键词：KR超低硫生产工艺，转炉低磷低硫低锰生产工艺，RH真空炉外精炼工艺

ABSTRACT：This paperanalyzes the process of smelting low-sulfur low-phosphorus low-manganese steelin our factory, and carries out technical research on ultra low sulfur, lowphosphorus and low manganese according to the existing equipment to meet therequirements of LY07 and other ultra low sulfur, low phosphorus and lowmanganese production process.(Molten steel P≤0.010%, S≤0.001%, Mn≤0.08%).

Keywords：Production process of Kanbara reactor with ultra lowsulfur, Low-phosphorus and low-sulfur production process of converter,RH vacuumrefining process.

河北敬业集团二炼钢现有KR脱硫站1座，150t复吹转炉3座，1台10机10流165mm*165mm方圆坯连铸机，通过技术攻关，现已满足超低硫低磷低锰等品种生产。

1 低硫低磷低锰生产工艺及装备状况

1.1 低硫低磷低锰生产工艺

混铁炉→KR脱硫→150t 复吹转炉→150t RH真空炉外精炼→150t LF炉外精炼炉→165*165mm 10机10流方圆坯连铸机

1.2 装备状况

1.2.1 混铁炉

表1 混铁炉设备参数及技术参数

混铁炉	生产能力T	炉身内铁水T	炉嘴内铁水量Ｔ	最大操作角度	铁水称量车载重量	炉内铁水平均温度	炉体几何容积m3	炉壳厚度mm	最大后倾角	炉床最大铁水深度mm	备注
混铁炉	1300	1100	40	３０°	240T	＞1280℃	238.5	30	—5°	4490

1.2.2 KR脱硫

表2 KR脱硫设备参数及技术参数

KR脱硫站	150T	白灰脱硫剂（渣料）消耗	倾翻角	搅拌头插入深度cm	搅拌时间	转速
KR脱硫站	150T	4-6Kg/t	75°	40cm	15min左右	90-110转/分

1.2.3复吹转炉

表3 150t复吹转炉炉设备参数及技术参数

区域	位置	数量	生产能力	炉容比m3/t	炉壳内容积m3	冶炼周期	出钢口角度°	出钢口直径	出钢口长度mm	基本枪位mm	拉碳枪位
转炉	3#炉	1	150T	0.91	301	36～40分钟	0	180	1620	1800-1900	1.35

1.2.4RH真空精炼炉

表4 RH设备参数及技术参数

真空槽		主要设备
外径mm	内径mm	真空系统	烘烤时煤气流量	烘烤时煤气压力	预热枪温度	顶枪烘烤	钢包车	钢包车有载重量	钢包车最高运行速度
2700	1900	五级蒸汽喷射泵	25-100Nm3/h	600kp	600℃以上	1200℃左右	2台	70t包括钢包、钢水、钢渣	25m/min

1.2.5LF精炼炉

表5 LF精炼炉设备参数及技术参数

周期

电极直径mm

技术要求

单节电极长度mm

氩气工作压力范围

喂线机形式

线芯直径要求mm

喂线速度

钢包车

钢包车有载重量

吨钢电耗

1分钟升温值

电流

电压

≤36min

450

石墨电极

1900

0.55-1.0MPa

双线喂线机

40-400m/min

2台

250t

33kwh

5℃

39000A

277-397V

石墨电极

2 各工序关键控制点

2.1 铁水预处理

2.1.1 KR白灰脱硫剂

（1）KR白灰脱硫剂要求：粒度0.5-1.2mm,活性度≥320ml,CaO≥90%,CaO：CaF2=90:10，储存时间48小时用完。

（2）脱硫剂中CaF2的作用：CaF2本身没有脱硫作用，但掺入CaO中之后，CaO的脱硫速率明显提高，且使铁水中最终硫含量降低,终点扒渣面积80%以上。

（3）脱硫剂中加入CaCO3的作用：脱硫剂配入10%-25% CaCO3其作用在于石灰石的分解增加新的高表面活性CaO，放出的CO2有强烈的搅拌作用，这种作用发生在石灰石颗粒处，大大改善传质条件，有利于脱硫。

2.1.2 KR脱硫数据及关键工艺控制点

KR脱硫数据：

表6 KR脱硫

铁水S%	出站S%	脱硫率
0.027	0.00058	97.85%
0.032	0.0007	97.81%
0.04	0.00026	99.35%
0.034	0.00046	98.65%
0.032	0.00005	99.84%
0.022	0.00068	96.91%
0.036	0.00006	99.83%
0.02	0.00001	99.95%
0.027	0.00035	98.70%
0.027	0.00036	98.67%
0.033	0.00036	98.91%
0.028	0.00003	99.89%
0.038	0.00001	99.97%
0.065	0.0004	99.38%

KR搅拌头插入深度400mm，搅拌头转速110转/min。

根据脱硫反应式（CaO）S+[S]=（CaS）S+[O] △G=109070-29.27T,由反应的热力学可见，在铁水处理的温度范围内，脱硫反应为吸热反应，所以提高温度对脱硫有利，要求进站铁水温度＞1280℃。

先扒前渣，处理后扒渣面积≥85%，钢水裸露面积≥90%。

为确保KR出站目标S≤10ppm，进站铁水S≤0.040%。

2.2 150t复吹转炉关键控制点

2.2.1 转炉底吹全程吹氩，采用双渣+一次拉碳到位工艺，确保出钢磷≤120ppm。

（1）根据脱磷反应式：2[P]+4（CaO）+5[CO]=（4CaO·P2O5）+5[C] 脱磷条件“三高一低”即：R控制到3.5-4.0、石灰用量35kg/t、终点C:0.04-0.06%、出钢温度1620-1630℃，转炉吹炼至4min-5min提枪倒渣，温度控制在1400℃左右。

跟踪冶炼14炉，转炉炉中磷：

表7 转炉双渣脱磷

铁水P%	炉中P%	脱磷率
0.128	0.011	91.41%
0.147	0.011	92.52%
0.132	0.012	90.91%
0.123	0.011	91.06%
0.138	0.011	92.03%
0.145	0.012	91.72%
0.135	0.012	91.11%
0.137	0.012	91.24%
0.141	0.012	91.49%
0.140	0.011	92.14%
0.125	0.011	91.20%
0.135	0.013	90.37%
0.134	0.01	92.54%
0.126	0.012	90.48%

转炉炉中P:0.0115%，脱磷率达到99.44%，满足低磷生产要求。

（2）转炉通过双渣可降低炉内60%的磷，前期渣必须早化、化透。

（3）出钢采用挡渣塞+挡渣锥工艺，降低前期及后期下渣。

2.2.2 转炉回硫控制

通过实际跟踪采集数据分析：KR出站S≤10ppm以下，分四种方式对比铁水S含量：

（1）铁水出站兑入转炉内直接倒炉取样对：

表9 KR出站兑入转炉直接取样对比

炉号	KR出站S%	炉中铁水S%
157-07821	0.001	0.003
156-07474	0.001	0.004
156-07477	0.019	0.004
156-07478	0.005	0.008

（2）KR脱硫铁水+优质低硫废钢/普通废钢对比（中板切头、切边）

表9 使用优质废钢对比

炉号	废钢吨数t	KR出站S%	炉中S%	炉后S%	成品S%
156-07495	10	0.001	0.011	0.011	0.008
156-07496	13	0.002	0.012	0.012	0.008
156-07497	9	0.002	0.016	0.015	0.006
156-07498	16	0.003	0.010	0.010	0.006
156-07499	13	0.003	0.011	0.011	0.006

表10 使用普通废钢对比

炉号	废钢吨数t	KR出站S%	炉后S%	成品S%
156-07480	12	0.004	0.015	0.013
156-07483	14	0.01	0.017	0.014
156-07485	15	0.001	0.009	0.007
156-07488	14	0.001	0.014	0.01
156-07489	17	0.001	0.014	0.011

（3）KR脱硫铁水转炉全铁冶炼

表11 转炉全铁冶炼对比

炉号	出站S%	炉中S%	炉后S%	成品S%
156-07647	0.009	0.014	0.011	0.009
156-07649	0.003	0.009	0.008	0.008
156-07654	0.004	0.011	0.01	0.009

2.2.2.1结论

（1）脱硫出站S取样与转炉兑铁直接倒炉取样差0.001-0.003%个硫。

（2）对比转炉使用优质废钢和普通废钢转炉增硫：使用普通废钢转炉平均增硫0.0076%；使用优质（板坯切头）废钢平均增硫0.0054%，优质废钢比普通废钢增硫低0.0022%。

（3）转炉使用脱硫铁水全铁冶炼对比：KR脱硫铁水全铁炼钢转炉增硫0.005%。

2.2.3转炉低锰控制（Mn＜800ppm）

（1）转炉通过采取倒前期渣，吹炼至4-5min，把炉内渣子倒出一部分，降低终点余锰。以LY07为例：

表12 转炉双渣脱锰

铁水Mn%	炉中Mn%	脱锰率
0.230	0.043	81.30%
0.240	0.036	85.00%
0.210	0.039	81.43%
0.220	0.039	82.27%
0.240	0.035	85.42%
0.260	0.051	80.38%
0.220	0.048	78.18%
0.250	0.067	73.20%
0.220	0.05	77.27%
0.250	0.058	76.80%
0.210	0.076	63.81%
0.240	0.079	67.08%
0.210	0.043	79.52%
0.180	0.036	80.00%

转炉炉中Mn:0.05%，脱Mn率达到77.98%，满足低Mn生产要求。

（2）提前与炼铁沟通，控制铁水锰、硫等元素含量，降低KR脱硫、转炉脱磷压力。

（3）生产前将钢包包沿、包壁积渣清理干净，防止回锰。

（4）生产LY07前一个浇次最后4炉上钢温度按上限控制，防止钢包结冷钢。

2.2.4 RH过程控制

表13 RH真空脱碳

总处理时间min	排气时间min	纯脱气时间min	极限真空MPa	成品碳%
30	15.32	2.73	13.4	0.0019
25	20.92	3.00	13.6	0.0019
20	13.93	1.87	13.6	0.0068
30	24.80	1.93	15	0.0019
28	22.48	2.25	13.8	0.0023
21	15.62	3.33	13.8	0.0019
21	14.43	2.62	13.5	0.0019
20	17.17	3.43	13.8	0.005
23	17.82	2.97	13.9	0.0028
18	14.30	2.62	14.2	0.0023
20	13.32	1.58	14	0.0022
18	12.32	1.60	14.1	0.0025
18	12.73	1.67	13.7	0.0019