1日本转炉炼钢工艺的最新进展
近年来,用户对低磷钢和超低磷钢的需求明显增加,特别是深冲钢和高级别管线钢等对磷含量要求苛刻的钢种,常规转炉炼钢法难以低成本地组织生产。20世纪90年代中后期,为解决超低磷钢的生产难题,日本各大钢厂进行了转炉脱磷的试验研究,1993年~2007年,日本新日铁、JFE、住友金属和神户制钢四家钢铁企业申请的转炉脱磷专利量分别为33、40、18和7项(共计98项)。
日本发明的转炉脱磷炼钢工艺主要方法有∶JFE的LD一NRP法、住友金属的SRP法、神户制钢的H炉、新日铁的LD一ORP法和MURC。其操作方式主要有两种∶第一种是采用两座转炉双联作业,一座脱磷,另一座接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳,即“双联法”。典型的双联法工艺流程为∶高炉铁水铁水预脱磷转炉脱磷转炉脱碳二次精炼连铸。第二种是在同一座转炉上进行铁水脱磷和脱碳,类似传统的“双渣法”。
双联法是日本各大钢厂目前采用的最先进转炉炼钢方法,其主要优势是∶炉内自由空间大,允许强烈搅拌钢水;顶吹供氧;高强度底吹(0.3立方米/吨·分);不需要预脱硅;废钢比较高(8%~10%);炉渣碱度较低(1.5~2);渣量大幅下降;处理后铁水温度较高摄氏1350度,大幅度提高了脱磷效率。
2生产实绩
2.1JFE福山制铁所
福山制铁所有两个炼钢厂(第二炼钢厂和第三炼钢厂)。该制铁所是日本粗钢产量最高的厂家(1080万吨/年)。第三炼钢厂有两座320吨顶底复吹转炉,采用LD一NRP工艺“双联法”,一座转炉脱磷,另一座脱碳;转炉脱磷能力为450万吨/年。该厂1999年开始全量铁水转炉脱磷预处理。
脱磷转炉指标∶炉令低于脱磷转炉,转炉在炉役前期用于脱碳,炉役后期用于脱磷,炉令约7000炉;石灰消耗5~6公斤/吨。
第二炼钢厂有3座250吨顶底复吹转炉,采用传统“三脱”工艺(NRP)。“三脱”处理能力为420万吨/年。该厂统计的生产数据表明,铁水罐内脱磷处理周期长、产能低;LD一NRP技术与常规冶炼技术相比,每吨钢成本低5美元左右。此外,JFE京滨炼钢厂的两座330吨转炉也采用双联法炼钢。
2.2住友金属鹿岛制铁所
住友金属鹿岛制铁所有两个炼钢厂,第一炼钢厂3座250吨转炉,采用该公司发明的SRP法(双联法)炼钢。第二炼钢厂2座250吨转炉,采用常规冶炼工艺。第一炼钢厂一座转炉脱磷,另二座转炉脱碳(二吹一),脱磷铁水富余25%,运送给第二炼钢厂。住友金属鹿岛制铁所两个炼钢厂的生产流程见图1。
脱磷转炉指标∶
吹炼时间为8分钟;冶炼周期为22分钟;废钢比为10%(加轻废钢);出铁温度为摄氏1350度;渣量为40公斤/吨。
脱碳转炉指标∶
吹炼时间为14分钟;冶炼周期为30分钟;锰矿用量为15公斤/吨(锰回收率∶30%~40%);渣量为20公斤/吨。火文