转炉出钢回磷控制与分析

金辉

【摘 要】通过对钢包钢水回磷原因的分析，找出炼钢生产影响钢包回磷的几个因素，并有针对性的提出了应对措施，以此来减少出钢回磷造成成分出格的现象。

【关键词】回磷；因素；枪位；渣料；挡渣

0 前言

鞍钢炼钢某厂是以生产重轨钢、高级硬线钢、石油管线钢、造船钢为主。而重轨钢、高级硬线钢、石油管线钢对钢中磷的要求非常严格。磷含量的多少直接影响钢材的质量和销售。随着钢材市场竞争力的日趋激烈以及客户对质量要求的不断提高，对于上述钢种的质量要求也就更加苛刻，但在转炉冶炼时会发生成品钢中磷高于钢水终点磷即回磷，因此控制钢水出钢回磷是重要的一个环节，如何控制回磷也成为冶炼优质钢的瓶颈问题，炼钢某厂转炉出钢回磷要求为0.003%以下，出钢回磷大易造成钢水成份超标而翻钢水，不利于铸机大浇次生产控制，2016年6～12月钢种出钢回磷量为0.001%～0.005%之间，指标提升还有很大空间，控制好钢水出钢回磷也有利于大大降低炉体蚀损和减少补炉作业炉次，降低材料消耗。

1 回磷分析

1.1 回磷的原因分析

1.1.1 炼钢过程回磷

转炉高碱度、高氧化性、大渣量和低温有利于熔池脱磷，但进入冶炼中期由于发生碳的激烈氧化，熔池迅速升温，渣中FeO含量明显降低，这对脱磷非常不利。FeO含量降低致使石灰渣化不好而造成熔渣发粘，不利于钢渣之间充分反应，使不稳定的渣中P2O5返回到熔池中，使熔池磷的含量增加。

1.1.2 出钢过程回磷

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：（以硅脱氧为例）

2（FeO）+[Si]=（SiO2）+2[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：

2（P2O5）+5〔Si〕=5（SiO2）+4〔P〕

（4）渣中（3CaO.P2O5）直接同脱氧剂作用：

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

可见出钢脱氧及合金化操作不合理，导致了钢水回磷的发生。或出钢下渣，进入钢包内炼钢炉渣中的（P2O5）分解还原进入到钢水中，出钢下渣越多，则回磷越多。或是合金磷含量较高，也会导致成品钢中磷含量高于终点磷含量。

1.2 炼钢某厂回磷现状分析

1.2.1 炼钢某厂回磷现状

2016年6～12月份平均出钢回磷进行统计如下表：

表1 2016年回磷统计

1.2.2 炼钢某厂回磷现状分析

出钢回磷≥0.005%因素进行统计如下表：

表2 回磷炉数与回磷因素关系

由表可知，钢种出钢回磷问题症结是：出钢下渣、终点温度高、终渣氧化铁过低。因此只要控制转炉下渣量和合理钢水终点温度及氧化性的炉数，就能将钢水回磷0.005%降低为0.003%以下。

1.2.3 炼钢某厂回磷因素（见表）

表3 回磷因素分析

2 出钢回磷控制

2.1 枪位控制和物料加入控制

2.1.1 前期枪位及渣料加入量的控制

开吹枪位2.2m，氧气流量20200m3/h～20600m3/h，工作氧压0.87 Mpa～0.90Mpa。第一批料在下枪吹氧打着火的同时加入。首批料加完后，降枪至1.8m来加强熔池搅拌，提高熔池温度，使其快速成渣。由于吹氧前加入辅助材料帮助化渣，所以，在正常情况下，前期渣子会很快形成。

2.1.2 中期枪位及渣料加入量的控制

强搅拌后，吹氧5min枪位恢复正常，观察渣子情况。如渣子已形成可降枪继续加强搅拌，如渣子还未形成，可把枪抬高，同时降低氧气流量和氧压，以提高渣中（FeO）含量促进成渣。但时间不宜太长，熔池来渣后缓慢降枪，防止因降枪幅度大，造成渣子化不透现象，导致严重的返干现象。然后再根据渣子情况来调整枪位，同时氧气流量及工作氧压恢复正常，时间在6min～8min内渣子即可达到化透的效果。为保证有合适的碱度，可依据情况加入第二批料，观察渣子情况，来调整枪位，加料时最好是小批量多批次加入，以免加入过多造成炉渣返干。

2.1.3 末期枪位及渣料加入量的控制

最后一批料在吹氧12min左右結束，因为低温、低Si铁水氧化速度快，虽然加入一些辅助材料，但吹氧时间会比正常铁水冶炼短，所以为了提高渣料的利用率，最后一批料结束时间应早些。然后再根据熔池升温以及化渣情况来适当增加造渣材料。吹氧至14min左右，最好吊一下枪，使渣子彻底化透，然后再根据火焰情况阶梯型地降低枪位来稳定火焰，便于拉碳的准确性。为了防止拉低碳氧气流量应控制在20000m3/h～20300m3/h，工作氧压0.83Mpa～0.86Mpa。

2.2 严格挡渣出钢

针对挡渣失败和挡渣不严，制定严格的操作规定

（1）每天接班必须进行校锥。

（2）合理的控制投放挡渣锥的时间。但由于挡渣锥的材料在高温下会软化，因此如果挡渣锥投入太早，就会使得挡渣锥在高温下变形，不能达到挡渣的目的。且投入过早，炉内钢水多，钢水液面深，可能大于导杆长度，不能保证挡渣锥能进入出钢口，因此规定在出钢4/5加入挡渣锥。

（3）出钢时炉渣过稀，必须加入菱镁石稠渣，加强挡渣效果。

（4）出钢挡渣失败后，必须进行钢水扒渣。

3 总结

通过影响此厂转炉出钢回磷的因素分析制定严格防止回磷措施和手段，严格控制下渣量和枪位与渣料合理配合，减小了出钢钢水的回磷的程度，保证钢水中磷含量控制在钢种要求的范围内，为用户提供低磷的优质钢。

【参考文献】

[1]冯捷，张红文.《转炉炼钢生产》冶金工业出版社，2006.

[2]王雅贞，李承祚.《转炉炼钢问答》冶金工业出版社，2003.

[3]张芳.《转炉炼钢》化学工业出版社，2008.

[责任编辑：朱丽娜]