復(fù)吹轉(zhuǎn)爐超低硫鋼冶煉工藝的開發(fā)與應(yīng)用

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1、復(fù)吹轉(zhuǎn)爐超低硫鋼冶煉工藝的開發(fā)與應(yīng)用　　【摘要】在對(duì)轉(zhuǎn)爐和鋼包脫硫熱力學(xué)條件和動(dòng)力學(xué)條件分析的基礎(chǔ)上，對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉制度和鋼包渣洗制度進(jìn)行了優(yōu)化，并提出了適用于轉(zhuǎn)爐冶煉和鋼包渣洗的超低硫鋼冶煉工藝，該工藝具有較好的脫硫效果?！　　娟P(guān)鍵詞】超低硫鋼；轉(zhuǎn)爐；渣洗　　【Abstract】Onthebasisofanalysisofthermodynamicanddynamicconditionsfordesulfurizationofconverterandladle，theconvertersmeltingsystemandsteelladleslagwashingsystemwereoptimiz

2、ed，andtheultralowsulfursteelsmeltingprocessfortheconvertersmeltingandladleslagwashingispresented，thisprocesshasbetterdesulfurizationeffect.　　【Keywords】Theultralowsulfursteel；Converter；Slagwashing　　0前言　　目前，大多數(shù)轉(zhuǎn)爐煉鋼廠在冶煉低硫鋼時(shí)分三道工序進(jìn)行金屬液的脫硫處理，分別是鐵水預(yù)處理脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉脫硫和LF鋼包脫硫。生產(chǎn)實(shí)踐表明，在冶煉對(duì)于成品硫含量要求小于20×10-6的鋼種時(shí)，若進(jìn)LF爐

3、之前鋼水硫含量大于80×10-6，則在LF將鋼水硫含量降低至規(guī)格要求的水平將變得十分困難。因此，冶煉超低硫鋼時(shí)，轉(zhuǎn)爐工序?qū)撍蚝靠刂圃?0×610-6以下，既是降低LF工序脫硫負(fù)擔(dān)的必然要求，也是確保成品硫含量符合鋼種要求的可靠保障。　　1轉(zhuǎn)爐脫硫機(jī)理及分析　　1.1脫硫機(jī)理　　研究和實(shí)踐表明，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼脫硫中爐渣脫硫占總脫硫量的90%，氣化脫硫占10%，因此爐渣脫硫是轉(zhuǎn)爐降低鋼中硫含量使之達(dá)到規(guī)格要求的主要手段。根據(jù)爐渣的離子理論提出下述脫硫方程式[1]：　　[S]+（O2-）=（S2-）+[O]（1）　　用Ls表示熔渣和金屬之間的脫硫分配系數(shù)，則存在如下關(guān)系：　　式中T表示溫度，C

4、是常數(shù)。　　1.2脫硫機(jī)理分析　　由上述（1）式和（2）式可知，脫硫條件如下：　　1.2.1熱力學(xué)條件　　堿性氧化物CaO、MgO、MnO都能給爐渣提供O2-，因此增加爐渣堿度有利于脫硫；[%O]增加有利于（1）式的逆反應(yīng)進(jìn)行，由于（FeO）/[%O]在一定溫度下是一個(gè)定值，故渣中（FeO）增加使脫硫能力降低；鋼渣間脫硫反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，由（2）式可知，提高溫度有利于提高硫的分配系數(shù)；增加渣量能夠稀釋渣中（S2-），有利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行?！　?.2.2動(dòng)力學(xué)條件　　脫硫反應(yīng)是渣――金界面反應(yīng)，其過(guò)程有三個(gè)環(huán)節(jié)：1）反應(yīng)物由金屬液和爐渣向渣――金界面?zhèn)髻|(zhì)；2）反應(yīng)物在渣――金界面反應(yīng)；3）生成物

5、離開渣――6金界面進(jìn)入渣中。第2）個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行得十分迅速，要提高脫硫效果，就必須提高傳質(zhì)系數(shù)和增大反應(yīng)的界面積，而加強(qiáng)攪拌和適當(dāng)提高反應(yīng)高溫是實(shí)現(xiàn)上述目的的有效和必要方法?！　?轉(zhuǎn)爐工序的脫硫工藝開發(fā)　　2.1轉(zhuǎn)爐冶煉環(huán)節(jié)的脫硫工藝控制　　2.1.1爐渣堿度　　爐渣適當(dāng)?shù)母邏A度是脫硫的必要條件，這是因?yàn)樵趬A性渣條件下，爐渣中的CaO先與SiO2和P2O5反應(yīng)，剩余自由CaO才能與（FeS）反應(yīng)，因此堿度是爐渣脫硫能力的重要標(biāo)志[2]。但是爐渣堿度過(guò)高，渣中存在大量的高熔點(diǎn)的CaO質(zhì)點(diǎn)時(shí)，爐渣變粘，惡化了脫硫反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，降低了傳質(zhì)速度，反而不利于脫硫?！　?.1.2渣中（FeO）含量　　鑒

6、于（FeO）對(duì)脫硫反應(yīng)的雙重影響，因而需根據(jù)轉(zhuǎn)爐冶煉各階段的反應(yīng)特點(diǎn)和需要，合理控制吹煉過(guò)程各時(shí)期的渣中（FeO）含量。冶煉初期，盡快形成具有一定堿度的爐渣，可采用鐵質(zhì)成渣路線法提高前期渣中（FeO）含量；冶煉中期防止?fàn)t渣發(fā)生返干，以確保爐渣流動(dòng)性，渣中（FeO）需保持在10%以上；冶煉后期嚴(yán)格控制渣中（FeO）含量，使其在吹煉終點(diǎn)時(shí)不超過(guò)15%?！　?.1.3渣量　　在硫的分配系數(shù)相同的情況下，渣量越大渣中所含總硫量也越多，相應(yīng)的鋼中硫含量也就越低。但是渣量增加也增加了冶煉過(guò)程中地噴濺風(fēng)險(xiǎn)并易導(dǎo)致?tīng)t渣堿度超標(biāo)，給轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程控制和脫硫帶來(lái)不利影響。造渣料的加入量主要取決于鐵水成分，尤其是鐵

7、水的硅含量。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，鐵水中的硅含量在0.4%～0.6%6時(shí)，既可以確保吹煉平穩(wěn)又可以確保有足夠的渣量?！　?.1.4底吹強(qiáng)度　　對(duì)脫硫而言，若全程采用低底吹強(qiáng)度，攪拌效果較差，動(dòng)力學(xué)條件不好；過(guò)高的供氣強(qiáng)度，雖然動(dòng)力學(xué)條件好，但渣中（FeO）過(guò)低，不利于化渣。因此為獲得了最高的Ls，結(jié)合吹煉各時(shí)期的化渣要求和脫硫條件，轉(zhuǎn)爐底吹強(qiáng)度采用“低――低――高”模式。為促進(jìn)前期渣中（FeO）盡快生成和確保中期渣中