轉爐出鋼回磷控制與分析

金輝

【摘 要】通過對鋼包鋼水回磷原因的分析，找出煉鋼生產影響鋼包回磷的幾個因素，并有針對性的提出了應對措施，以此來減少出鋼回磷造成成分出格的現象。

【關鍵詞】回磷；因素；槍位；渣料；擋渣

0 前言

鞍鋼煉鋼某廠是以生產重軌鋼、高級硬線鋼、石油管線鋼、造船鋼為主。而重軌鋼、高級硬線鋼、石油管線鋼對鋼中磷的要求非常嚴格。磷含量的多少直接影響鋼材的質量和銷售。隨著鋼材市場競爭力的日趨激烈以及客戶對質量要求的不斷提高，對于上述鋼種的質量要求也就更加苛刻，但在轉爐冶煉時會發生成品鋼中磷高于鋼水終點磷即回磷，因此控制鋼水出鋼回磷是重要的一個環節，如何控制回磷也成為冶煉優質鋼的瓶頸問題，煉鋼某廠轉爐出鋼回磷要求為0.003%以下，出鋼回磷大易造成鋼水成份超標而翻鋼水，不利于鑄機大澆次生產控制，2016年6～12月鋼種出鋼回磷量為0.001%～0.005%之間，指標提升還有很大空間，控制好鋼水出鋼回磷也有利于大大降低爐體蝕損和減少補爐作業爐次，降低材料消耗。

1 回磷分析

1.1 回磷的原因分析

1.1.1 煉鋼過程回磷

轉爐高堿度、高氧化性、大渣量和低溫有利于熔池脫磷，但進入冶煉中期由于發生碳的激烈氧化，熔池迅速升溫，渣中FeO含量明顯降低，這對脫磷非常不利。FeO含量降低致使石灰渣化不好而造成熔渣發粘，不利于鋼渣之間充分反應，使不穩定的渣中P2O5返回到熔池中，使熔池磷的含量增加。

1.1.2 出鋼過程回磷

在出鋼過程中向鋼包內加入脫氧劑，使鋼中的氧以及渣中（FeO）下降，脫氧產物（SiO2）、（Al2O3）等進入爐渣，使爐渣堿度降低，會打破脫磷反應的平衡狀態，有助于（P2O5）的分解和還原，磷又重新進入到鋼液。

回磷反應與下列各種反應有關：

（1）渣中（FeO）與脫氧劑作用：（以硅脫氧為例）

2（FeO）+[Si]=（SiO2）+2[Fe]

（2）爐渣與脫氧產物作用：

2（3CaO.P2O5）+3（SiO2）=3（2CaO.SiO2）+2（P2O5）

（3）渣中（P2O5）與脫氧劑的作用：

2（P2O5）+5〔Si〕=5（SiO2）+4〔P〕

（4）渣中（3CaO.P2O5）直接同脫氧劑作用：

2（3CaO.P2O5）+5[Si]=4[P]+5（SiO2）+6（CaO）

可見出鋼脫氧及合金化操作不合理，導致了鋼水回磷的發生。或出鋼下渣，進入鋼包內煉鋼爐渣中的（P2O5）分解還原進入到鋼水中，出鋼下渣越多，則回磷越多。或是合金磷含量較高，也會導致成品鋼中磷含量高于終點磷含量。

1.2 煉鋼某廠回磷現狀分析

1.2.1 煉鋼某廠回磷現狀

2016年6～12月份平均出鋼回磷進行統計如下表：

表1 2016年回磷統計

1.2.2 煉鋼某廠回磷現狀分析

出鋼回磷≥0.005%因素進行統計如下表：

表2 回磷爐數與回磷因素關系

由表可知，鋼種出鋼回磷問題癥結是：出鋼下渣、終點溫度高、終渣氧化鐵過低。因此只要控制轉爐下渣量和合理鋼水終點溫度及氧化性的爐數，就能將鋼水回磷0.005%降低為0.003%以下。

1.2.3 煉鋼某廠回磷因素（見表）

表3 回磷因素分析

2 出鋼回磷控制

2.1 槍位控制和物料加入控制

2.1.1 前期槍位及渣料加入量的控制

開吹槍位2.2m，氧氣流量20200m3/h～20600m3/h，工作氧壓0.87 Mpa～0.90Mpa。第一批料在下槍吹氧打著火的同時加入。首批料加完后，降槍至1.8m來加強熔池攪拌，提高熔池溫度，使其快速成渣。由于吹氧前加入輔助材料幫助化渣，所以，在正常情況下，前期渣子會很快形成。

2.1.2 中期槍位及渣料加入量的控制

強攪拌后，吹氧5min槍位恢復正常，觀察渣子情況。如渣子已形成可降槍繼續加強攪拌，如渣子還未形成，可把槍抬高，同時降低氧氣流量和氧壓，以提高渣中（FeO）含量促進成渣。但時間不宜太長，熔池來渣后緩慢降槍，防止因降槍幅度大，造成渣子化不透現象，導致嚴重的返干現象。然后再根據渣子情況來調整槍位，同時氧氣流量及工作氧壓恢復正常，時間在6min～8min內渣子即可達到化透的效果。為保證有合適的堿度，可依據情況加入第二批料，觀察渣子情況，來調整槍位，加料時最好是小批量多批次加入，以免加入過多造成爐渣返干。

2.1.3 末期槍位及渣料加入量的控制

最后一批料在吹氧12min左右結束，因為低溫、低Si鐵水氧化速度快，雖然加入一些輔助材料，但吹氧時間會比正常鐵水冶煉短，所以為了提高渣料的利用率，最后一批料結束時間應早些。然后再根據熔池升溫以及化渣情況來適當增加造渣材料。吹氧至14min左右，最好吊一下槍，使渣子徹底化透，然后再根據火焰情況階梯型地降低槍位來穩定火焰，便于拉碳的準確性。為了防止拉低碳氧氣流量應控制在20000m3/h～20300m3/h，工作氧壓0.83Mpa～0.86Mpa。

2.2 嚴格擋渣出鋼

針對擋渣失敗和擋渣不嚴，制定嚴格的操作規定

（1）每天接班必須進行校錐。

（2）合理的控制投放擋渣錐的時間。但由于擋渣錐的材料在高溫下會軟化，因此如果擋渣錐投入太早，就會使得擋渣錐在高溫下變形，不能達到擋渣的目的。且投入過早，爐內鋼水多，鋼水液面深，可能大于導桿長度，不能保證擋渣錐能進入出鋼口，因此規定在出鋼4/5加入擋渣錐。

（3）出鋼時爐渣過稀，必須加入菱鎂石稠渣，加強擋渣效果。

（4）出鋼擋渣失敗后，必須進行鋼水扒渣。

3 總結

通過影響此廠轉爐出鋼回磷的因素分析制定嚴格防止回磷措施和手段，嚴格控制下渣量和槍位與渣料合理配合，減小了出鋼鋼水的回磷的程度，保證鋼水中磷含量控制在鋼種要求的范圍內，為用戶提供低磷的優質鋼。

【參考文獻】

[1]馮捷，張紅文.《轉爐煉鋼生產》冶金工業出版社，2006.

[2]王雅貞，李承祚.《轉爐煉鋼問答》冶金工業出版社，2003.

[3]張芳.《轉爐煉鋼》化學工業出版社，2008.

[責任編輯：朱麗娜]