济钢120t 转炉深脱硫工艺实践.docVIP

济钢120t转炉深脱硫工艺实践 董德明 (济南钢铁股份有限公司 中厚板厂，山东 济南 250101) 摘 要:对济钢120t转炉深脱硫工艺进行了深入探讨，提出了控制措施。通过选用优质石灰和废钢、优化铁水预处理确保精炼前钢水低硫，并通过完善转炉操作、优化渣洗技术、控制炉渣成分和渣量很好地控制钢中硫元素含量，达到了低硫钢种超低硫含量的要求。 关 键 词: 超低硫钢;KR脱硫;渣洗;LF深脱硫 1 前言 硫是钢中的有害元素之一，是表面活性元素，常以MnS的形式在钢材晶界上或异相界面上偏析聚集。硫对钢材最大的危害是引起钢的热脆。硫含量作为钢的洁净度的主要标志之一，直接影响连铸坯表面质量和内部质量，并且对钢板机械和加工性能也有明显影响，如焊接性、成型性、韧性和断裂韧性等。近年来，随着用户对低硫钢和超低硫钢需求量的日益增加，对钢中硫含量的要求越来越严格。以管线钢为例，要求控制钢中硫不大于0．01‰。 2 需要解决的问题 炼钢生产X70～100、JG950、JG670DB、FH40/EH40、FE32/EH32等此类超低硫钢种必须解决的技术问题有:优化KR铁水预处理工艺，使入炉铁水硫含量≤0．005%;120t顶底复吹转炉脱硫工艺的研究与应用，强化转炉吹炼过程的脱硫; 优化挡渣工艺，降低出钢过程下渣量; 研究转炉出钢“渣洗”脱硫工艺，保证形成高碱度、流动性好的钢包渣，充分利用钢包底吹氩和出钢过程钢水搅拌进行脱硫、吸附脱氧形成的夹杂物，为LF造还原渣做好准备条件;研究LF深脱硫工艺，降低钢包渣中氧活度和选择合适的渣系以达到提高钢包渣硫容量。 3 技术措施 3．1 优化KR铁水预处理工艺，降低入炉料的硫含量 3．1．1 优化铁水预处理工艺 KR铁水预处理脱硫工艺是以一个外衬耐火材料的搅拌器浸入铁水罐内进行旋转搅动铁水，使铁水产生漩涡，同时加入脱硫剂(CaO)使其卷入铁水内部进行充分反应，从而达到铁水脱硫的目的。通过对储粉罐脱硫剂存放时间和脱硫剂理化指标的管理与把关。优化脱硫剂加入时机，延长搅拌时间，提高搅拌头旋转速度，优化KR处理前后扒渣标准，摸索铁水预处理目标硫含量与脱硫剂加入量及处理周期、温降的对应关系。优化后，KR铁水脱硫效果明显改善，能稳定保持在0．05‰以内，与优化之前相比较，平均降低约0．033‰。达到预期效果，给转炉提供了低硫的铁水条件，为生产超低硫钢奠定了基础。 3．1．2 采用优质的入炉料 (1) 使用优质低硫废钢，最好是本厂返回废钢，包括板边、中间包坨、坯头等，禁止使用含硫量高且不稳定的铁块。 (2) 使用优质石灰。炼钢用石灰应满足:有效CaO含量达85%以上;硫含量要低，应小于0．05%;烧碱＜2．5～3．0%;活性度要高，水活性的盐酸消耗量300mL以上;新鲜干燥;块度要合适，要求10～40 mm。 3．2 完善转炉脱硫工艺，提高转炉脱硫率 在顶底复吹炼钢过程中，脱硫主要靠硫向碱性泡沫炉渣转移，硫在渣—钢之间的分配系数可表示为: 根据(1)式，采取了如下工艺手段进行转炉吹炼过程脱硫。 3．2．1 转炉冶炼的过程温度控制 由于渣—钢脱硫反应为吸热反应，为提高转炉的脱硫率，过程温度控制要适当高一些。而温度升高有利于石灰的熔化，改善了炉渣的流动性和脱硫反应的动力学条件。因此冶炼过程中要使炉温均衡上升以利于脱硫。但是为了兼顾脱磷，过程温度又不能太高，根据脱硫和脱磷的热力学条件和实际生产经验，将TSC温度控制在(1575 ±10)℃，［C］控制在0．4%～0．6%。 3．2．2 FeO含量控制 从热力学的角度讲，渣中FeO含量的增加会降低硫的分配系数，不利于脱硫反应的正向进行，因此脱硫反应要求有较低的氧势。FeO对脱硫的正面影响主要体现在动力学的作用上。采用高拉补吹的方法降低炉渣中的FeO含量，过程渣的FeO控制在6%～10%的范围内，终渣的FeO控制在10%～16%为最佳。 3．2．3 强化过程操作，确保过程化渣 根据铁水［Si］和冶炼操作的实际化渣情况，适当加入一定数量的化渣剂以促进化渣。确保“前期渣早化，过程渣化透”，做到全程化渣，不喷溅、不返干，在保证化渣良好的条件下，使终渣中TFe含量由目前的20%降到18%。 3．2．4 适当提高炉渣碱度 由(1)式可知，转炉渣碱度越高，则n(O2－)越高，r(s2－)越小，Ls越大，为了达到高的渣—钢之间的分配系数，制定转炉造渣制度，要求提高石灰的加入量，根据铁水条件，转炉终渣碱度控制在3．2～3．8。随着CaO的加入炉渣碱度升高，脱硫能力增强。当碱度达到一定值时，随着炉渣碱度增大，渣中CaO含量升高，熔渣粘度增大，渣钢界面硫扩散成为限制环节，使炉渣脱硫的动力学条件变差，再继续提高炉渣碱度，脱硫率反而下降。因此，提高石灰利用率的前提条件是必须要保证炉渣的流动性。 3．2．5 采取双渣