据【钢】(俄文)2008,№3报道,“齐雅宾斯克钢铁公司”在烧结料中使用高磷铁矿石后,炼钢生铁中的平均磷含量即由0.10%增加到0.17%~0.18%,有时达到0.20%~0.22%。铁水中磷的增高,是由于铁矿石中含有0.1%的磷,使炉料中的磷比以前大幅度地提高;还由于作为炉料加入的转炉渣(在烧结料和高炉冶炼中各接近3%)带入大量的磷。由于转炉渣中磷的积累,使铁水中的磷含量常常增高。在扩大连铸坯产量的同时,使采用高磷生铁后的转炉钢的磷含量达到规定,就成为当务之急。因此,需要制订有效的钢水脱磷工艺。
钢水是在氧气转炉车间,容积为160吨的三座转炉内炼出的,转炉炉衬是焦油白云石。铁水装在容积为100吨和140吨铁水罐内,由高炉车间运到转炉车间,铁水倒入混铁炉工段的两座混铁炉内。混铁炉内的铁水再用铁水包兑入转炉内。氧气是经五孔喷嘴的喷枪喷出,喷嘴张开角为20度,供氧强度400~450立方米/分。处理磷含量达0.20%的铁水时,要增加转炉熔炼去磷补吹的数量和时间。从而显著地增加铁的吹损和脱氧剂的消耗,并降低炉衬的寿命。
为确定氧气转炉炼钢时最佳的去磷工艺参数,进行了一系列熔炼试验。共35炉钢,按渣子碱度B=(CaO+MgO)/SiO2的不同分三种工艺方案∶B<3.0;3.0~3.5和>3.5。试验用铁水的化学成份(重量%)如下∶0.57~1.07Si∶(平均0.87%),0.10~0.24Mn(0.15%),0.10~0.17P(0.14%)。铁水温度在1323~1368摄氏度(1345摄氏度)间波动。铁水在金属料中占80%。熔炼采用单渣操作,按标准制度进行吹炼,平均供氧强度为400~450立方米/分,静止熔池上的枪位高度,主要吹炼期保持在1.1~1.3米范围内。终渣中MgO含量在4.9%~15.9%(平均8.9%)间波动,FeO为11.3%~23.3%(平均16.2%)。个别时候为提高终渣的氧化性,枪位提高0.5米。吹炼终点是根据吹炼时间,耗氧量和火焰外形,用目测确定。
吹炼终点是钢水的碳含量为0.03%~0.11%(平均0.058%),终点温度波动在1565~1700摄氏度(1626摄氏度)间。试验炉号的一些结果示于图1~4中。可以看出,枪位在研究的范围内,对钢水脱磷率影响甚微,渣中MgO含量对脱磷率的影响很明显。
当MgO含量为8%~10%时脱磷率达到最大值,而进一步增加MgO含量时,尽管渣子碱度(B)得到提高,但并未使脱磷率有所提高(图2)。渣子氧化性的提高(图3),有利于石灰的熔解和脱磷过程的进行。
钢水是在板坯连铸机内连铸,故要求吹炼终点温度为1660~1680摄氏度。这样高的终点温度很大程度上阻碍了吹炼末期钢水的脱磷(图4)。当渣子碱度不高时,往钢包内倒钢水时有可能发生一些回磷。
本试验得到的结果与早先发表的文献十分吻合。这些文献也指出∶存在着从渣中少量回磷现象。在熔炼末期这样高的温度对回磷过程有影响。
用数理统计的分析方法对所得结果进行总结,得到钢水脱磷率的回归方程如下∶
P=Pu-PcT/PuX100%
式中∶Pu—铁水中的磷含量;PcT—转炉出钢时钢水中的磷含量。
P=139.94-0.0396+0.816(FeO)-0.672(MgO)+1.32B
按该式进行的计算表明,当铁水的磷含量为0.14%~0.15%,终点温度为1660~1680摄氏度时,为保证吹炼终点的钢水磷含量不大于0.015%,其渣子组成必须保证,在渣中MgO含量大于8%~10%的条件下,形成的碱度为3.0~3.5,FeO含量不小于20%。
根据试验结果,制订出氧气转炉用高磷铁水时,在板坯连铸机上生产出符合规定的磷含量,而采用单渣操作去磷工艺。(火文)