1、 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:29转炉冶炼低磷转炉冶炼低磷 钢控制技术钢控制技术 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:30l主要内容主要内容u1.概述概述u2.低磷钢生产的热力学、动力学条件低磷钢生产的热力学、动力学条件 u3.铁水预处理铁水预处理u4.转炉冶炼转炉冶炼脱磷脱磷u5.转炉炼钢常见的脱磷技术转炉炼钢常见的脱磷技术u6.超低磷钢的生产工艺超低磷钢的生产工艺 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:301 概述概述 磷是钢中有害杂质，容易在晶界偏析，造成钢材磷是钢中有害杂质，容易在晶界
2、偏析，造成钢材“冷脆冷脆”，显著，显著降低钢材的低温冲击韧性。因此，一般钢种都要求尽量降低磷含降低钢材的低温冲击韧性。因此，一般钢种都要求尽量降低磷含量。量。 钢材中的合格磷含量钢材中的合格磷含量(质量分数质量分数)(P0.03%)； 高级优质钢中要求钢中磷含量高级优质钢中要求钢中磷含量(P0.01%或或0.005%）；）； 低磷钢中磷含量低磷钢中磷含量(P0.01%0.02%) 超低磷钢则要求磷含量超低磷钢则要求磷含量(P 5010-6）。）。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:302 低磷钢生产的热力学、动力学条件低磷钢生产的热力学、动力学条件精炼过程中的
3、脱磷反应精炼过程中的脱磷反应,根据反应产物不同根据反应产物不同,分为：分为： 氧化脱磷：氧化脱磷：钢中的磷通过氧化反应以的形式进入炉渣：钢中的磷通过氧化反应以的形式进入炉渣： 1/2P2+3/2O2-+5/4O2= PO43- （1） 还原脱磷：还原脱磷：钢中的磷通过还原反应以钢中的磷通过还原反应以P3-的形式进入炉渣：的形式进入炉渣： 1/2P2+2/3O2-=P3-+3/4O2 （ 2） 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:30 氧分压的高低决定了脱磷产物的类别。下图给出氧分压的高低决定了脱磷产物的类别。下图给出1823K时时41%CaO-Al2O3系炉渣，
4、渣中磷浓度与气相氧分压的关系。系炉渣，渣中磷浓度与气相氧分压的关系。 1823K时，时，CaO-Al2O3渣系中磷浓度与氧分压的关系渣系中磷浓度与氧分压的关系 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:30Healy G W 研究了炼钢研究了炼钢炉渣成分炉渣成分变化对变化对炉渣脱磷能力炉渣脱磷能力的影响，对的影响，对于炼钢过程，脱磷反应可以写为：于炼钢过程，脱磷反应可以写为： 2P+5(FeO)+4(CaO)=Ca4P2O9 （5） G15=-204450+83.55T 炉渣成分变化对渣炉渣成分变化对渣-钢间磷分配系数的影响为：钢间磷分配系数的影响为： lg（%P）/
5、%P=22350/T- 16.0+0.08(%CaO)+2.5lg(%FeO) 下图给出了不同碱性炉渣的脱磷能力。下图给出了不同碱性炉渣的脱磷能力。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:30不同碱性炉渣的磷容量不同碱性炉渣的磷容量 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:30工业生产中，常用表现脱磷速度常数工业生产中，常用表现脱磷速度常数KP表示脱磷速度。如下图所示，随熔池表示脱磷速度。如下图所示，随熔池搅拌能的增加，搅拌能的增加，KP提高。提高。搅拌能对脱磷速度常数的影响搅拌能对脱磷速度常数的影响 2019 2019版一轮复习物理课
6、件版一轮复习物理课件 /0:51:30 综合以上分析，脱磷的最佳热力学、动力学条件是：综合以上分析，脱磷的最佳热力学、动力学条件是：降低反应温度，降低反应温度，1300低温有利于脱磷反应进行；低温有利于脱磷反应进行；提高钢水、炉渣的氧化性，有利于脱磷反应；提高钢水、炉渣的氧化性，有利于脱磷反应；提高钢中磷的活度和增加渣量，有利于脱磷反应；提高钢中磷的活度和增加渣量，有利于脱磷反应；适当的碱度；适当的碱度；对熔池进行强力搅拌。对熔池进行强力搅拌。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:303 铁水预处理脱磷铁水预处理脱磷 3.1 喷吹苏打粉处理喷吹苏打粉处理 下图是
7、日本住友公司鹿岛厂开发的下图是日本住友公司鹿岛厂开发的“住友碱精炼法住友碱精炼法”-SARP法法也也叫苏打精炼法。叫苏打精炼法。 用氮气输送和喷吹烧结矿粉用氮气输送和喷吹烧结矿粉(喷入量为喷入量为40kg/t铁水铁水,最大供粉速度为最大供粉速度为400kg/min,最大吹氧量为最大吹氧量为50m3/min,脱硅量约为脱硅量约为0.4%)-铁水硅含量铁水硅含量可降到可降到0.1%以下以下-真空吸渣器吸出脱硅渣真空吸渣器吸出脱硅渣-脱磷处理脱磷处理-喷入苏打粉喷入苏打粉 (苏打粉用量为苏打粉用量为18kg/t铁水铁水,最大供粉量为最大供粉量为250kg/min,最大吹氧量为最大吹氧量为50m3/m
8、in)-铁水铁水 P0.01%,S0.003%-真空吸渣器吸出脱磷渣真空吸渣器吸出脱磷渣-送至苏打回收车间送至苏打回收车间(回收约回收约80%的的Na2O)-复吹转炉复吹转炉-RH处理处理-连铸连铸 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:30住友碱精炼法的工艺流程住友碱精炼法的工艺流程 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:313.2 喷吹石灰系溶剂处理喷吹石灰系溶剂处理 下图是下图是新日铁君津铁厂新日铁君津铁厂开发的最佳精炼法，简称开发的最佳精炼法，简称ORP（Optimizing Refining Process）。该法于。该法于
9、1982年年9月投产，是使用石月投产，是使用石灰系熔剂进行铁水预处理的有代表性的方法。灰系熔剂进行铁水预处理的有代表性的方法。 喷入的石灰熔剂的化学成分为：喷入的石灰熔剂的化学成分为：55%FeO，35%CaO，5%CaF2，5%CaCl2。喷入量为。喷入量为52kg/t铁水，粒度为铁水，粒度为0.1mm，用，用N2为载气，流为载气，流量为量为3-5m3/min，平均供粉速度为，平均供粉速度为600kg/mim；处理温度为；处理温度为1350处理时间处理时间25min。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:31ORP工艺流程工艺流程 2019 2019版一轮复习
10、物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:31研究者粉剂成分，%实验规模加入量，kg/t铁水脱磷率，%佐佐木等CaO35FeO35CaF25CaCl25290t混铁车5288河井等CaO38.5FetO42.3CaF219.2-50t,250t铁水包39氧气氧气1.4m3/t90成田等CaO39FetO39CaF211Na2CO31115t实验炉35氧气氧气9Nm3/t96.5殿村等CaO30.5FetO62.2CaF24CaCl23.3100t铁水包4589某些石灰系粉剂的脱磷效果某些石灰系粉剂的脱磷效果 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:313.3 铁水预处
11、理脱磷工艺铁水预处理脱磷工艺 铁水预处理工艺，从铁水预处理工艺，从熔剂加入方式熔剂加入方式上分为上分为2种：种：一种是喷粉法：用氮气或空气输送，用浸没喷枪将粉剂喷人熔池底一种是喷粉法：用氮气或空气输送，用浸没喷枪将粉剂喷人熔池底部。部。另一种是底部吹气法：将熔剂加在铁水表面，炉底通过透气砖吹氮另一种是底部吹气法：将熔剂加在铁水表面，炉底通过透气砖吹氮气搅拌。气搅拌。 根据根据所用容器所用容器不同，脱磷工艺可分为不同，脱磷工艺可分为2种：种：一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷罐车中进行脱磷。如日本新日铁一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷罐车中进行脱磷。如日本新日铁ORP，住友的，住友的SARP预处理工艺。我
12、国的太钢二炼钢厂预处理工艺。我国的太钢二炼钢厂20世纪世纪80年年代引进住友主体设备建成铁水罐喷吹三脱工艺。代引进住友主体设备建成铁水罐喷吹三脱工艺。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:31另一种是在转炉内进行铁水预处理。转炉内脱磷具有石灰消耗少另一种是在转炉内进行铁水预处理。转炉内脱磷具有石灰消耗少， 渣量少，脱磷效果好，复吹搅拌强，处理时间短，热损少以及渣量少，脱磷效果好，复吹搅拌强，处理时间短，热损少以及锰回收率增高等优点，而且也解决了敞口罐和鱼雷罐车脱磷中的锰回收率增高等优点，而且也解决了敞口罐和鱼雷罐车脱磷中的泡沫渣问题。泡沫渣问题。 神户制钢的神户
13、制钢的H炉、住友金属的炉、住友金属的SRP、新日铁的、新日铁的LD-ORP，NKK福福山少渣冶炼技术，新日铁的山少渣冶炼技术，新日铁的MURC法等都是采用的这种转炉内脱法等都是采用的这种转炉内脱磷的预处理工艺。磷的预处理工艺。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:314 转炉冶炼转炉冶炼脱磷脱磷 4.1 转炉铁水预处理脱磷转炉铁水预处理脱磷 转炉炼钢过程的脱磷是一个转炉炼钢过程的脱磷是一个氧化脱磷氧化脱磷过程，保证转炉内的有效脱磷过程，保证转炉内的有效脱磷要有合适的供氧制度、造渣制度等。为了更好的去除钢中磷，在造要有合适的供氧制度、造渣制度等。为了更好的去除钢中
14、磷，在造渣方式上，根据需要，可由原来的单渣法发展到双渣法、双渣留渣渣方式上，根据需要，可由原来的单渣法发展到双渣法、双渣留渣法等操作；在出钢制度上，采用碱性包衬红包出钢、低温弱脱氧出法等操作；在出钢制度上，采用碱性包衬红包出钢、低温弱脱氧出钢、挡渣出钢等措施。钢、挡渣出钢等措施。 转炉铁水预处理主要有转炉铁水预处理主要有H炉炉、SRP法法和和Q-BOP法法三种工艺。下表给三种工艺。下表给出了三种工艺技术的比较（出了三种工艺技术的比较（2005年）。年）。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:31工艺方法工艺方法H炉法炉法SRP法法Q-BOP法法开发单位开发单位神
15、户制钢神户制钢住友金属住友金属川崎公司川崎公司工艺特点工艺特点顶吹转炉加顶吹浸入式喷粉枪、先脱顶吹转炉加顶吹浸入式喷粉枪、先脱P后后脱脱S顶吹转炉底吹搅拌，顶吹转炉底吹搅拌，转炉渣作脱转炉渣作脱P剂剂底吹喷粉转炉，底底吹喷粉转炉，底部喷粉吹部喷粉吹O2转炉容量转炉容量/t802506顶吹供顶吹供O2强度强度/m3(t-min)-11.251.01.31.22.0渣料消耗（渣料消耗（kg/t）石灰石灰 萤石萤石铁皮铁皮转炉渣转炉渣Na2CO3152010152081081031525202528-2535-58-处理时间处理时间/min12min脱脱P，3min脱脱S8105终渣碱度终渣碱度33
16、.522.53.3脱磷率脱磷率(%)7585859390脱碳量（脱碳量（%）0.450.80.81.00.8渣中渣中T、Fe（%）534 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:31 比较三种转炉铁水预处理工艺，比较三种转炉铁水预处理工艺，SRP法是值得推荐的方法法是值得推荐的方法，其优点，其优点主要是：主要是：(1)采用转炉采用转炉“双联双联”工艺，预处理铁水供精炼转炉用，精炼转炉渣工艺，预处理铁水供精炼转炉用，精炼转炉渣作为脱磷剂供脱磷炉使用。吨铁消耗作为脱磷剂供脱磷炉使用。吨铁消耗CaO20 kg25 kg，可使铁水含，可使铁水含磷量磷量(质量分数质量分数)降
17、到降到0.011%。(2)可采用低碱度造渣工艺，获得较高的脱可采用低碱度造渣工艺，获得较高的脱P、脱、脱S效率（见下图）。效率（见下图）。(3)热效率高，可熔化热效率高，可熔化5%7%的废钢。的废钢。(4)生产效率高，纯处理时间仅生产效率高，纯处理时间仅13 min。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:31 上述转炉铁水预处理工艺，在操作方法上有一定区别。但其本质上述转炉铁水预处理工艺，在操作方法上有一定区别。但其本质是相同的。即采用是相同的。即采用渣渣-钢反应钢反应进行脱进行脱P、S，而未采用喷粉工艺。以，而未采用喷粉工艺。以气氧为主向熔池供氧，添加废钢控制
18、反应温度。气氧为主向熔池供氧，添加废钢控制反应温度。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:31炉渣碱度对脱磷的影响炉渣碱度对脱磷的影响 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:314.2 影响终点影响终点w（P）分配系数）分配系数LP的因素的因素 武钢第二炼钢厂现有武钢第二炼钢厂现有3座公称容量座公称容量90t的全炉役溅渣复吹转炉，底的全炉役溅渣复吹转炉，底吹供气强度在吹供气强度在0.030.06m3/(mint)之间。影响终点之间。影响终点Lp (Lp=w(P)/wP)的因素有的因素有终点温度终点温度t、终渣碱度终渣碱度R和和全铁含
19、量全铁含量、冶炼、冶炼过程的过程的底吹强度底吹强度Q和和渣的状况渣的状况等。等。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32 4.2.1 终点温度终点温度 终点温度对终点终点温度对终点Lp的影响见下图的影响见下图: 终点温度对终点温度对Lp的影响的影响 随温度的升高，随温度的升高，LP变小，这是因为脱变小，这是因为脱P是一个放热反应。是一个放热反应。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32 4.2.2 终渣终渣w（TFe） 终渣对终渣对Lp 的影响见下图的影响见下图：当当w(TFe)22%时时,aFeO并不能成比例地增大，并不能成
20、比例地增大，却生成了却生成了3CaOFe2O3，反而使渣碱度变小反而使渣碱度变小,稀释了（稀释了（CaO）的碱度，）的碱度，减弱了渣的去减弱了渣的去P作用，作用，所以所以Lp 反而变小。反而变小。W(TFe)对对Lp的影响的影响 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32 4.2.3 终渣终渣R 下图显示了终渣碱度下图显示了终渣碱度R对对Lp的影响：的影响： R对对Lp的影响的影响 R在在3.7 时，时，Lp是极大值。是极大值。这是因为在碱性渣条件这是因为在碱性渣条件下下2CaOSiO24CaOP2O5都能生成，两者均消耗都能生成，两者均消耗(CaO)，故脱磷需要
21、较高，故脱磷需要较高的碱度。碱度过高时的碱度。碱度过高时,使使炉渣变粘，恶化了去炉渣变粘，恶化了去P的的动力学条件，故反而不利动力学条件，故反而不利于去于去P。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32 4.2.4 底吹强度底吹强度Q 第二炼钢厂转炉冶炼时采用底吹自动供气，前第二炼钢厂转炉冶炼时采用底吹自动供气，前10min 吹吹N2，此后，此后吹吹Ar。下图示出了。下图示出了Lp 和底吹强度和底吹强度Q的关系的关系 ：底吹强度对底吹强度对Lp的影响的影响 它条件相同的情况下它条件相同的情况下,在在Q为为0.047时，时，Lp为极大值，所以为极大值，所以生产中选
22、择了底吹供气强度为生产中选择了底吹供气强度为0.040.05 m3/mint。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32炉号炉号低吹强度低吹强度/( m3min-1t-1)温度温度/炉渣状况炉渣状况LpRw(TFe)/%B2311560.0316724.120.690B2312670.04516824.215.1124B2313230.0616723.910.675p下表列出了底吹供气强度对终渣下表列出了底吹供气强度对终渣Lp 影响的影响的3炉吹炼炉吹炼 数据数据 ：底吹强度对终渣底吹强度对终渣Lp的影响的影响 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理
23、课件 /0:51:32终点渣状况终点渣状况有炉渣喷溅有炉渣喷溅Lp无炉渣喷溅无炉渣喷溅Lp范围范围平均平均范围范围平均平均流动性好流动性好3916593.72810969.2终渣特粘终渣特粘4859543866524.2.5 过程渣状况过程渣状况p过程渣状况主要是指炉渣流动性，即脱过程渣状况主要是指炉渣流动性，即脱P反应动力学条件的好坏。反应动力学条件的好坏。终渣终渣Lp与过程渣状况的关系见下表。与过程渣状况的关系见下表。终渣终渣Lp与过程渣状况、终渣状况的关系与过程渣状况、终渣状况的关系 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32 从表中数据可以看到，当有炉渣喷
24、溅，渣的流动性好时，从表中数据可以看到，当有炉渣喷溅，渣的流动性好时，Lp值较值较大。这也反映出过程渣一直处于良好的化渣状态，正是脱大。这也反映出过程渣一直处于良好的化渣状态，正是脱P 所需所需要的高碱度流动性好的渣。现场实际情况是转炉的炉容比只有要的高碱度流动性好的渣。现场实际情况是转炉的炉容比只有0.74m3/t，与正常情况相比此值偏小，所以即使正常泡沫化的炉渣，与正常情况相比此值偏小，所以即使正常泡沫化的炉渣也易发生喷溅，造成粘枪粘罩、质量事故及降低金属收得率。若也易发生喷溅，造成粘枪粘罩、质量事故及降低金属收得率。若不出现炉渣喷溅，炉渣泡沫化程度又不够。因此操作时要求控制不出现炉渣喷溅
25、，炉渣泡沫化程度又不够。因此操作时要求控制炉渣处于炉口要喷不喷的状况。炉渣处于炉口要喷不喷的状况。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32装入量装入量/t铁水情况铁水情况过程加入过程加入散装料散装料/t终渣终渣R铁水量铁水量/t铁水铁水w（Si）/%活性灰活性灰轻烧轻烧平均平均范围范围8878.30.423.11.93.73.04.54.3 终点终点wP0.010%的操作的部分控制的操作的部分控制p 4.3.1 终渣终渣R的控制的控制p 一次拉碳出钢的终渣一次拉碳出钢的终渣R ，按下表配制。由于一般普通废钢、低，按下表配制。由于一般普通废钢、低S、低、低Mn废
26、钢中都含有废钢中都含有0.2%以上的钢，所以在配以上的钢，所以在配R时，以时，以装入量装入量计算计算为好。为好。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32钢种钢种造渣造渣方式方式出钢出钢w（C）/%出钢温度出钢温度/出钢出钢w（P）/%范围范围平均平均值值范围范围平均平均值值范围范围平均平均值值15CrMoR双渣双渣0.0260.0360.0311725173517300.0070.0090.008HG70B单渣单渣0.020.040.031700173017200.0080.0110.010双渣与单渣去双渣与单渣去P效果的对比效果的对比 4.3.2 双渣操作双
27、渣操作p若后期去若后期去P的条件不好，出钢过程回的条件不好，出钢过程回P较多，则可采较多，则可采取双渣操作。第一期渣倒炉时尽量多倒渣，有铁水取双渣操作。第一期渣倒炉时尽量多倒渣，有铁水倒出时抬炉。下表是铁水条件相同的情况下，双渣倒出时抬炉。下表是铁水条件相同的情况下，双渣与单渣去与单渣去P效果的对比。效果的对比。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32 比较铁水原始含磷量不同时单渣法和双渣法脱磷的区别，得出以比较铁水原始含磷量不同时单渣法和双渣法脱磷的区别，得出以下结论：下结论： 对对脱磷脱磷而言而言双渣法明显优于单渣法双渣法明显优于单渣法， 双渣法的操作要点
28、是炉渣前双渣法的操作要点是炉渣前期碱度期碱度2.0，吨钢加入红泥球，吨钢加入红泥球6kg以提高炉渣中以提高炉渣中FeO含量，一批料含量，一批料化清后，摇炉倒渣，再造新渣，继续冶炼。化清后，摇炉倒渣，再造新渣，继续冶炼。 采用双渣法在吹炼前采用双渣法在吹炼前期期(6min)即可将磷降至即可将磷降至0.015%，脱磷率达，脱磷率达75%以上，在随后的冶以上，在随后的冶炼中钢中磷略有降低炼中钢中磷略有降低,但需继续吹炼提高钢水温度后才能出钢。但需继续吹炼提高钢水温度后才能出钢。 转炉将碳降至转炉将碳降至0.03% 0.05%时，吹损率由钢中碳为时，吹损率由钢中碳为0.20%时的时的7%左右增至左右增
29、至8.5%左右，使钢铁料消耗吨钢增加超过左右，使钢铁料消耗吨钢增加超过10kg。所以所以除非除非生产特殊品种，此工艺决不可取。因此，生产特殊品种，此工艺决不可取。因此，双渣法双渣法只在冶炼只在冶炼低磷钢低磷钢中有优势。中有优势。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32拉碳方式拉碳方式出钢出钢w（C）/%出钢出钢w（P）/%出钢出钢温度温度/终渣终渣w（TFe）/%一次拉碳一次拉碳出钢出钢0.0260.0350.0070.0101670168819.0521.900.0450.0540.0080.0121685169419.1022.15高拉补吹高拉补吹出钢出钢
30、0.0250.0340.0070.0091677168516.8019.940.0400.0530.0080.0111680169216.9019.034.3.3 高拉补吹的控制高拉补吹的控制p高拉补吹是在碳高于出钢碳时提枪倒炉，调高拉补吹是在碳高于出钢碳时提枪倒炉，调入活性灰、轻烧等，重新造渣，点吹至出钢入活性灰、轻烧等，重新造渣，点吹至出钢碳后再出钢。高拉补吹的效果见下表：碳后再出钢。高拉补吹的效果见下表： 高拉补吹操作的去磷效果高拉补吹操作的去磷效果 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:32钢种钢种合金增合金增P/%炉渣回炉渣回P/%总回总回P/%无取向硅
31、钢无取向硅钢00.00080.00140.00080.0014取向硅钢取向硅钢00.00150.00260.00150.0026低合金钢低合金钢0.00240.00360.00170.00260.0040.0074.3.4 出钢回出钢回P的控制的控制在出钢过程中，由于大罐炉渣在出钢过程中，由于大罐炉渣R和和w（TFe）下降，）下降，加上脱氧剂直接还原炉渣中加上脱氧剂直接还原炉渣中P2O5，合金含有微量，合金含有微量的的P等，都会发生回磷。第二炼钢厂使用挡渣塞、等，都会发生回磷。第二炼钢厂使用挡渣塞、挡渣球后。到挡渣球后。到RH的渣厚一般在的渣厚一般在3060mm之间，之间，此时，此时，过程回磷
32、情况见下表：过程回磷情况见下表： 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:325.转炉炼钢常见的脱磷技术转炉炼钢常见的脱磷技术 目前，转炉炼钢常见的脱磷技术有：目前，转炉炼钢常见的脱磷技术有：转炉大渣量脱磷、双渣脱磷转炉大渣量脱磷、双渣脱磷、转炉双联脱磷及转炉预脱磷、转炉双联脱磷及转炉预脱磷等，这些技术在生产中取得了良好等，这些技术在生产中取得了良好的脱磷效果，其中日本先进炼钢厂的实践证明，采用的脱磷效果，其中日本先进炼钢厂的实践证明，采用双联法转炉双联法转炉炼钢炼钢工艺，可低成本大批量地生产低磷钢和超低磷钢。工艺，可低成本大批量地生产低磷钢和超低磷钢。 本节着重介
33、绍本节着重介绍双联法双联法。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:325.1 转炉双联法简介转炉双联法简介 转炉双联法冶炼是转炉炼钢一项新工艺。该工艺转炉双联法冶炼是转炉炼钢一项新工艺。该工艺20世纪世纪90年代产年代产生于日本，现在日本住友金属和歌山厂、川崎制铁水岛厂、生于日本，现在日本住友金属和歌山厂、川崎制铁水岛厂、NKK福山厂以及新日铁室兰厂等均采用转炉双联法冶炼工艺进行大规福山厂以及新日铁室兰厂等均采用转炉双联法冶炼工艺进行大规模生产。模生产。 转炉双联法工艺被日本住友和歌山厂称为转炉双联法工艺被日本住友和歌山厂称为SRP法、新日铁室兰厂法、新日铁室兰
34、厂称为称为LDORP法、法、NKK福山厂称为福山厂称为LDNRP法，操作方式都是法，操作方式都是采用采用两座转炉双联两座转炉双联作业，一座进行铁水脱磷操作，称为作业，一座进行铁水脱磷操作，称为脱磷炉脱磷炉，另一座转炉接受来自脱磷炉的低磷铁水进行脱碳操作，该转炉称另一座转炉接受来自脱磷炉的低磷铁水进行脱碳操作，该转炉称为为脱碳炉脱碳炉。也就是将铁水脱磷和脱碳分开由两座转炉来完成，有。也就是将铁水脱磷和脱碳分开由两座转炉来完成，有别于传统上在一座转炉内既要完成铁水脱磷又要完成脱碳。别于传统上在一座转炉内既要完成铁水脱磷又要完成脱碳。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:5
35、1:32p典型的双联法典型的双联法工艺流程工艺流程为高炉铁水为高炉铁水一一铁水脱硫预处理铁水脱硫预处理一一转炉脱磷转炉脱磷一一转炉脱碳转炉脱碳一一二次精炼二次精炼一一连铸，具体见下图。连铸，具体见下图。转炉双联法炼钢工艺流程图转炉双联法炼钢工艺流程图 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:325.2 双联法的主要优势：双联法的主要优势：炉内自由空间大，允许强烈搅拌钢水；炉内自由空间大，允许强烈搅拌钢水；顶吹供氧；顶吹供氧；高强度底吹（高强度底吹（0.3m3/(tmin)）；）；不需要预脱硅；不需要预脱硅；废钢比较高（废钢比较高（8%10%）；）；炉渣碱度较低（炉渣
36、碱度较低（1.52）；）；渣量少；渣量少；处理后铁水温度较高（处理后铁水温度较高（1350）。）。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:325.3 国内外生产实绩国内外生产实绩 5.3.1 SRP法法 SRP(Simple Refining Process)工艺是工艺是20世纪世纪80年代后期日本住友年代后期日本住友金属开发的，即将一座转炉作为金属开发的，即将一座转炉作为脱磷炉脱磷炉对铁水进行脱对铁水进行脱Si、脱、脱P预处预处理，生产的低理，生产的低Si、低、低P半钢水再送人第二座转炉半钢水再送人第二座转炉脱碳炉脱碳炉降碳提温降碳提温,实实现少渣冶炼。这种工艺
37、的优点在于节省基建投资、降低各项消耗现少渣冶炼。这种工艺的优点在于节省基建投资、降低各项消耗，减少环境污染，且能高效率大量处理铁水，减少环境污染，且能高效率大量处理铁水,使转炉精料冶炼，控使转炉精料冶炼，控制氧化性、高拉碳出钢及减少钢中夹杂物等。制氧化性、高拉碳出钢及减少钢中夹杂物等。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33 脱磷炉脱磷炉脱碳炉脱碳炉炉容量炉容量250t STB250t STB顶吹气体顶吹气体O2(11.3 Nm3/tmin)O2(22.7Nm3/tmin)底吹气体底吹气体CO2(0.050.2Nm3/tmin)CO2(0.050.2 Nm3/
38、tmin)渣料渣料BOF渣渣-(Fe矿矿)-CaO-CaF2 3060kg/tCaO-MgO1020kg/t处理时间处理时间810min1318min脱碳炉和脱磷炉的操作条件脱碳炉和脱磷炉的操作条件p在这种工艺中，两台复吹转炉中的一台作为脱磷炉，另一台在这种工艺中，两台复吹转炉中的一台作为脱磷炉，另一台作为脱碳炉。脱碳炉产生的炉渣可作为脱磷炉的脱磷剂，从而作为脱碳炉。脱碳炉产生的炉渣可作为脱磷炉的脱磷剂，从而减少石灰消耗，达到稳定而快速的精炼效果。减少石灰消耗，达到稳定而快速的精炼效果。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33住友金属鹿岛厂炼钢工艺流程住友金属
39、鹿岛厂炼钢工艺流程p日本住友金属日本住友金属鹿岛制铁所鹿岛制铁所 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33p日本住友金属日本住友金属和歌山制铁所和歌山制铁所住友金属和歌山制铁所的生产流程住友金属和歌山制铁所的生产流程住友金属和歌山制铁所年产住友金属和歌山制铁所年产粗钢粗钢390万万t。该厂脱磷转炉。该厂脱磷转炉与脱碳转炉设在不同跨间与脱碳转炉设在不同跨间,吹炼时间为吹炼时间为920min,周期控周期控制在制在20min以内。一个转炉以内。一个转炉炼钢车间给炼钢车间给3台连铸机供钢台连铸机供钢水水,是目前世界上炼钢生产是目前世界上炼钢生产节奏最快的钢厂。节奏最快的
40、钢厂。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33p和歌山制铁所和歌山制铁所SRPSRP法的优点：法的优点：(1)可高效率、低成本、大批量生产洁净钢，显著改善可高效率、低成本、大批量生产洁净钢，显著改善IF钢板抗二钢板抗二次加工脆化和热轧钢板低温冲击韧性等性能；次加工脆化和热轧钢板低温冲击韧性等性能；(2)炼铁生产可以采用较高磷含量的低价位铁矿石，铁水磷含量放炼铁生产可以采用较高磷含量的低价位铁矿石，铁水磷含量放宽至宽至0.100.15，降低了矿石采购成本；，降低了矿石采购成本；(3)炼钢时可以使用锰矿石，取代炼钢时可以使用锰矿石，取代MnFe合金；合金；(4)炼
41、钢渣量显著降低，脱碳炉渣可返回用于脱磷转炉；炼钢渣量显著降低，脱碳炉渣可返回用于脱磷转炉；(5)脱磷炉渣不经蒸汽稳定化处理脱磷炉渣不经蒸汽稳定化处理,可直接铺路；可直接铺路；(6)加快了大型转炉的生产节奏，与高拉速连铸机相匹配；加快了大型转炉的生产节奏，与高拉速连铸机相匹配；(7)生产工序紧凑。生产工序紧凑。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33 5.3.2 神户神户H炉工艺炉工艺神户制钢炼钢厂平面布置图神户制钢炼钢厂平面布置图 由于神户制钢生产由于神户制钢生产的高碳钢比例较大，因的高碳钢比例较大，因此转炉的脱磷负荷大。此转炉的脱磷负荷大。铁水脱磷、脱硫预处
42、理铁水脱磷、脱硫预处理采用采用H炉炉(专用转炉专用转炉)。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33神户制钢的炉铁水预处理工艺流程图神户制钢的炉铁水预处理工艺流程图 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33用用H炉进行铁水脱磷、脱硫处理具有如下特征：炉进行铁水脱磷、脱硫处理具有如下特征：H炉内空间大，进行铁水预处理时，炉内反应效率高、反应速度快炉内空间大，进行铁水预处理时，炉内反应效率高、反应速度快，可在较短的时间内连续完成脱磷、脱硫处理；，可在较短的时间内连续完成脱磷、脱硫处理；可以用块状生石灰和转炉渣代替部分脱磷渣；可以用块状
43、生石灰和转炉渣代替部分脱磷渣；脱磷过程中添加部分锰矿，可提高脱磷效率，且增加了铁水中的脱磷过程中添加部分锰矿，可提高脱磷效率，且增加了铁水中的锰含量。锰含量。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33p5.3.3 新日铁新日铁LD-ORP(Optimizing Refining Process)工艺工艺炉容量炉容量/t290顶吹气体顶吹气体O2最大最大25000Nm3/h铁水比铁水比86%100%脱磷处理脱磷处理氧单耗氧单耗812Nm3/t气氧比气氧比60%95%顶吹氧顶吹氧0.050.1Nm3/tmin底喷粉底喷粉渣料：渣料：CaCO370300kg/min
44、N2：0.050.1Nm3/tmin顶加渣料顶加渣料CaO：610kg/t CaF2：02kg/t 脱硫处理脱硫处理底吹底吹渣料渣料：CaO+Na2CO3300700kg/min N2：0.050.1Nm3/tminLD-ORP的处理条件的处理条件 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33新日铁名古屋新日铁名古屋LD-ORP工艺工艺p日本新日铁日本新日铁八幡制铁所八幡制铁所 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33新日铁君津制铁所第二炼钢厂新日铁君津制铁所第二炼钢厂LD-ORPLD-ORP流程流程p日本新日铁日本新日铁君津制铁所君
45、津制铁所 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33 LD-ORP工艺渣量少、可生产高纯净钢。脱磷转炉弱供氧，大渣量工艺渣量少、可生产高纯净钢。脱磷转炉弱供氧，大渣量，碱度为，碱度为2.53.0，温度为，温度为13201350，纯脱磷时间约为，纯脱磷时间约为910min，冶炼周期约冶炼周期约20min，废钢比通常为，废钢比通常为9，为了提高产量，目前废钢比，为了提高产量，目前废钢比已达到已达到1114%，经脱磷后的半钢水（，经脱磷后的半钢水（0.020）兑入脱碳转）兑入脱碳转炉，总收得率炉，总收得率92以上。转炉的复吹寿命约以上。转炉的复吹寿命约4000炉。脱碳转
46、炉强供炉。脱碳转炉强供氧，少渣量，冶炼周期为氧，少渣量，冶炼周期为2830min，脱碳转炉不使用废钢。从脱磷，脱碳转炉不使用废钢。从脱磷至脱碳结束的总冶炼周期约为至脱碳结束的总冶炼周期约为50min。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33p5.3.4 MURC技术技术 新日铁室兰制铁所新日铁室兰制铁所(两座两座270tLD-OB转炉转炉)和大分制铁所和大分制铁所(3座座370t复复吹转炉吹转炉)受设备和产品的限制，难以采用双联法工艺，为此采用了受设备和产品的限制，难以采用双联法工艺，为此采用了新日铁开发的新日铁开发的MURC技术。在同一转炉进行铁水脱磷预处理
47、和脱技术。在同一转炉进行铁水脱磷预处理和脱碳吹炼，类似传统炼钢的双渣法。室兰制铁所和大分制铁所全部碳吹炼，类似传统炼钢的双渣法。室兰制铁所和大分制铁所全部采用采用MURC工艺，见下图。工艺，见下图。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33新日铁大分制铁所的新日铁大分制铁所的MURC工艺示意图工艺示意图 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:33厂家厂家脱磷吹炼脱磷吹炼时间时间/min脱磷后脱磷后温度温度/脱磷后脱磷后磷含量磷含量/%脱碳冶炼脱碳冶炼周期周期/min脱碳吹炼脱碳吹炼时间时间/min住友和歌山住友和歌山制铁所制铁所10
48、12130013500.01209住友金属住友金属鹿岛制铁所鹿岛制铁所81350-3014新日铁君津新日铁君津二炼钢厂二炼钢厂910132013500.0203012JFE京滨京滨制铁所制铁所1213500.01-JFE福山福山制铁所制铁所81013500.01225271113日本钢铁厂转炉双联法主要工艺技术参数对比日本钢铁厂转炉双联法主要工艺技术参数对比 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:345.3.5 宝钢的宝钢的BRP技术技术 宝钢分公司也从宝钢分公司也从2002年开始进行了转炉脱磷年开始进行了转炉脱磷-脱碳双联工艺的自主脱碳双联工艺的自主技术研究，称
49、为技术研究，称为BRP(Baosteel BOF Refining Process)工艺。工艺。 宝钢开发了一整套转炉脱磷宝钢开发了一整套转炉脱磷-脱碳的工艺技术，主要包括顶底供气脱碳的工艺技术，主要包括顶底供气模式、造渣模式、温度控制和脱磷控制模式等。模式、造渣模式、温度控制和脱磷控制模式等。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:34BRP法操作步骤法操作步骤p 宝钢第一炼钢厂宝钢第一炼钢厂3座座300t复吹转炉的双联法设备配复吹转炉的双联法设备配置和工艺布置与传统转炉炼钢车间基本一致。每座转置和工艺布置与传统转炉炼钢车间基本一致。每座转炉均具有脱磷和脱碳功能
50、，可采用双联法冶炼，亦可炉均具有脱磷和脱碳功能，可采用双联法冶炼，亦可进行常规冶炼，切换灵活。进行常规冶炼，切换灵活。 2019 2019版一轮复习物理课件版一轮复习物理课件 /0:51:34pBRPBRP生产实绩生产实绩BRP法生产的法生产的X70管线钢和帘线钢管线钢和帘线钢的磷含量与传统工艺的对比的磷含量与传统工艺的对比BRP开发了一些高难度、开发了一些高难度、高附加值产品高附加值产品,如帘线钢、如帘线钢、抗抗HIC的的X65管线钢、管线钢、2Cr13不锈钢、不锈钢、S135钻杆钢等冶炼钻杆钢等冶炼工艺技术。工艺技术。BRP法生产的法生产的X70管线管线钢与帘钢与帘线钢与传统工艺的磷含量对
