转炉出钢回磷成因分析及预防措施
（杭钢转炉炼钢⼚炼钢车间夏官良）
摘要：通过对钢包回磷的原因分析，出影响钢包回磷程度的⼏个因素，并有针对性的提出了应对措施来指导实际⽣产，以此来减少因钢包回磷造成成分出格的现象。
关键字：钢包回磷影响因素措施
1.现状
随着杭钢转炉新品种开发及电炉钢品种转移的不断推进，对钢⽔中磷含量的控制要求也越来越严格，⽽转炉出钢的⽅式决定了在放钢过程中不可避免的会有炉渣进⼊到钢包中，从⽽引起钢包回磷。
据统计，2011年上半年杭钢转炉冶炼钢⽔磷成分出格复样、倒包补放共计近50炉次，其中精炼钢种因钢包回磷引起成分出格的情况占较⼤⽐例，为钢⽔成品磷含量的控制带来难度，成为了转炉新品种开发及量产⼯作的瓶颈。图1-1、1-2为7⽉份抽取的54炉40Cr钢精炼前后钢⽔P成分⽐较，正常下渣量的情况下（⽬测渣厚＜50mm），钢⽔经过精炼后平均回磷0.003%，下渣量较⼤时（⽬测渣厚＞50mm），平均回磷0.007%。
2.分析
2.1. 产⽣回磷的原因
万能角钢转炉炼钢⼯艺⼀般认为冶炼终点时脱磷反应已达到平衡。但是，在出钢过程中向钢包内加⼊脱氧剂，使钢中的氧以及渣中(FeO)下降，脱氧产物(SiO2)、(Al2O3)等进⼊炉渣，使炉渣碱度降低，会打破脱磷反应的平衡状态，有助于(P2O5)的分解和还原，磷⼜重新进⼊到钢液。回磷反应与下列各种反应有关：（1）渣中(FeO)与脱氧剂作⽤：
吸咪头2(FeO)+[Si]= (SiO2)+2[Fe] (FeO)+[Mn]=(MnO)+[Fe]
（2）炉渣与脱氧产物作⽤：
2(3CaO.P2O5)+3(SiO2)=3(2CaO.SiO2)+2(P2O5)
（3）渣中(P2O5)与脱氧剂的作⽤：
(P2O5)+5〔Mn〕=5(MnO)+2〔P〕2(P2O5)+5〔Si〕=5(SiO2)+4〔P〕3(P2O5)+10〔Al〕=5(Al2O3)+6〔P〕
（4）渣中(3CaO.P2O5)直接同脱氧剂作⽤：
(3CaO.P2O5)+5[Mn]=2〔P〕+5(MnO)+3(CaO)
2(3CaO.P2O5)+5[Si]=4[P]+5(SiO2)+6(CaO)
3(3CaO.P2O5)+10[Al]=5(Al2O3)+6[P]+9(CaO)
上述反应共同作⽤的结果，导致了钢⽔回磷的发⽣。
2.2.影响回磷的因素
2.2.1出钢过程下渣
钢包回磷的过程是炉渣中的(P2O5)分解还原的产物进⼊到钢⽔中的过程，出钢下渣越多，则回磷越多。杭钢转炉炼钢⼚采⽤挡渣出钢，挡渣过程分两次：第⼀次是出钢⼝塞挡渣塞防⽌前期下渣（当终点炉渣泡沫化严重，须⼤⾓度出钢时，防⽌前期下渣尤为重要）；第⼆次是挡渣车投掷挡渣锥防⽌后期下渣。在实际操作中，放钢结束后未塞挡渣塞的情况较为普遍，⽽由于挡渣⼯操作⽔平、挡渣锥质量、投掷时机等因素造成到后期挡渣不命中的情况也屡屡发⽣，导致了钢包下渣过多，到精炼⼯序后钢⽔回磷严重。另外，出钢⼝维护不到位，产⽣形变，出钢过程中钢⽔涡流卷渣也会增加钢包中渣量，并对挡渣锥挡渣的效果产⽣不良影响。 2.2.2 出钢脱氧及合⾦化操作不合理汽车油箱结构
出钢脱氧及合⾦化操作不合理。诸如出钢后期补加硅铁、碳化硅等。由于此类合⾦⽐较轻⽽浮在钢渣上⾯，直接与钢渣接触，硅铁、碳化硅、碳粉都⾮常容易与渣中(FeO)反应，造成渣中(FeO)急剧下降，⽽反应产物⼜降低了炉渣的碱度，由此增加了钢⽔回磷的可能性。杭钢转炉出钢合⾦化操作⽅式较为合理，合⾦基本在出钢3/4前加完，放钢过程中由此原因造成成分出格的现象并不多见。但是，杭钢转炉钢中占近75%产量的钢要经过LF钢包精炼处理，在精炼⼯艺中先采取喂铝线进⾏脱氧，为炉渣中(P2O5)的还原反应提供了有利条件。因此，下渣回磷造成成分出格的现象主要存在于精炼钢种的⽣产。
2.2.3 钢包底吹氩压⼒过⾼造成卷渣
钢包底吹氩有利于均匀钢⽔成分，帮助有害夹杂上浮，但过⾼的吹氩压⼒会引起钢液——钢渣的翻腾，为钢包回磷的过程提供了动⼒学条件，形成⼀种“渣洗”现象，从⽽加深回磷程度。杭钢转炉出钢过程采⽤全程吹氩，为保证钢⽔成分均匀及配碳操作到位，要求出钢过程⼤流量吹氩搅拌。如果下渣量过⼤，⼤流量吹氩操作⽆疑会成为回磷的有利因素。
3.措施
3.1 严格控制下渣量
通过对钢包回磷的原因以及影响因素的分析可见，减少钢包回磷的主要任务是严格控制钢包中的下渣量。
3.1.1 规范挡渣操作
规范挡渣操作的内容主要有两点，⼀是要求现场操作⼈员充分认识到前期挡渣的重要性，每炉钢放出后，应及时将挡渣塞堵上出钢⼝，放钢前如果发现出钢⼝处挡渣塞提前掉落，必须⽤新挡渣塞将出钢⼝堵牢后再进⾏放钢操作，防⽌前期下渣；⼆是稳定挡渣操作⼈员业务⽔平。杭钢转炉投掷挡渣锥的⼯作是由⼚外单位承包的，具有⼈员操作⽔平参差不齐，⼈员流动性强的特点，该特点影响了挡渣效果的好坏。为此，应要求承包单位加强对挡渣⼈员的管理和培训，保证挡渣操作的稳定。
3.1.2加强出钢⼝的维护及更换⼯作
出钢⼝状况不佳，会导致放钢过程钢⽔卷渣，同时也会影响到放钢后期投掷
挡渣锥挡渣的成功率。挡渣失败后，为了防⽌下渣量过⼤，实际操作中会提前将转炉复位，导致钢⽔出不尽，影响到钢⽔收得率。下表3-1为杭钢转炉炼钢⼚2011年⼀季度各炉座挡渣情况统计表：
表3-1
3.1.3 尝试新的挡渣⼯艺
杭钢转炉现在使⽤的是挡渣车投掷挡渣锥挡渣。该⽅法挡渣需要专门设备，要有专⼈操作，对操作⽔平要求⾼。在投掷挡渣锥过程中，多次试探出钢⼝位置时，锥部会对出钢⼝附近的炉衬产⽣撞击损坏，影响挡渣效果；由于挡渣车需要专⼈操作，挡渣效果也会受操作⼈员⽔平的制约；如果挡渣锥的质量不稳定，投⼊后⽆法到达挡渣位，也会影响到挡渣效果。由此可见，仅挡渣⼀个环节就存在众多不确定因素，要提⾼挡渣的效果是很有难度的。mesh设备
⽬前杭钢1#转炉采⽤了在线下渣检测系统，通过远红外检测装置分析出钢⽔中钢渣含量，准确判断出挡渣时间，并发出警报提醒操作⼯实施挡渣操作。杭钢1#转炉使⽤该设后，对其准确度进⾏了试验验证，采⽤检测系统时，所测炉数的75%其渣厚在30mm以下；平均渣厚⽐⼈⼯经验判断少9.89mm，减少幅度为30.64%。试验数据见表3-2、3-3。
表3-2
表3-3
从使⽤情况来看，该设备检测准确度⾼，报警及时，为现场操作提供了便利。如果将该设备与⽓动挡渣设备配套使⽤，挡渣过程全程⾃动控制，则可避免因⼈为因素造成的挡渣失败的可能性。
收割机卸粮筒⽓动挡渣是根据下渣检测设备或⼈⼯⼿动指令信号，驱动挡渣机上的挡渣塞头对出钢⼝进⾏机械封闭，同时塞头端部喷射出⾼压⽓流阻⽌转炉渣流出，将炉渣留在炉内，出钢⼝封闭后，转炉向上倾斜，⽓缸将旋转臂⾃动打开，挡渣⽤喷吹⽓体⾃动切断。⽬前，包钢制钢⼆部转炉⽣产现场使⽤下渣检测和⽓动挡渣设备完全取代了传统的和⾼成本的其他挡渣设备，挡渣成功率达到98%以上，受到⾼压⽓流冲击的出钢⼝寿命与以前相⽐基本没有变化，钢包中渣层厚度由原来的平均68mm减少到现在的平均48mm。采⽤了该设备后，钢包中渣量减少，为下道⼯序创造了好的条件，提⾼了冶炼钢种的命中率，更重要的是降低了挡渣费⽤，产⽣了直接的经济效益。
3.2 调整LF⼯艺⽅案
转炉出钢下渣不可避免，当钢包中渣量过⼤时，则需要采取有针对性的措施进⾏补救。由于杭钢转炉⼚房内部布局紧凑，安装专门设备对钢包进⾏捞渣的可能性不⼤，只能在现有设备和⼯艺条件下寻求解决⽅案。
杭钢转炉炼钢⼚LF精炼⼯序操作流程是，放出钢⽔到等待⼯位—→喂铝线—→精炼⼯位—→加⽯灰—→通电—→加⽯灰—→通电—→钙处理。当转炉出钢下渣过多，在精炼⼯位直接先喂⼊铝线或铝锰铁进⾏脱氧，钢包渣中(P2O5)被还原进⼊钢⽔，且脱氧剂被氧化的产物会降低钢包渣的碱度，更有利于回磷反应的进⾏。如果将⼯序操作流程调整为放出钢⽔到精炼⼯位—→加⽯灰—→等待⼯位—→喂铝线—→精炼⼯位—→通电—→加⽯灰—→通电—→钙处理，则可在发⽣因炉渣脱氧回磷反应前提⾼钢包渣碱度，有效抑制(P2O5)还原反应的进⾏。调整后的流程可能会延长精炼⼯序作业时间，所以当钢包下渣量⼤时可按该流程操作。
3.3根据钢包下渣情况调整吹氩压⼒
在出钢过程中保证⼤流量的吹氩搅拌，出钢结束后，如果钢包中下渣多，应将吹氩压⼒控制在较低的范围，防⽌卷渣回磷。
4. 结论
影响钢包回磷的因素有出钢下渣、脱氧及合⾦化操作不合理、钢包吹氩压⼒⼤造成卷渣等，只有结合杭钢转炉冶炼实际情况，小型航空发动机
严格控制钢包中下渣量、调整精炼⼯序操作流程、根据钢包下渣情况调整吹氩压⼒等措施有针对性的减⼩钢包回磷的程度，保证钢⽔中磷含量控制在钢种要求的范围内。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议