轉(zhuǎn)爐脫磷工藝含量低于0.015%；低溫用鋼管、特別深沖鋼、鍍錫板要求鋼中磷低于0.010%；一些航空、原子能、耐腐蝕管線用鋼要求磷低于0.005%，所以超低磷鋼將成為以后進展的主要方向。下面是關(guān)于國內(nèi)外對超低磷鋼的生產(chǎn)爭論。以及現(xiàn)場的一些主要工藝過程。國際上對超低磷鋼的爭論日本制造的轉(zhuǎn)爐脫磷工藝主要方法有：JFELD-NRP法，住友金屬的SRP法，神戶制鋼的H爐，日鐵的LD-ORP法和MURC法。其操作方式住友有兩種，第一種次精煉—連鑄;其次種是在同一座轉(zhuǎn)爐上進展鐵水脫磷和脫碳，類似傳統(tǒng)的“雙渣法德國制造的轉(zhuǎn)爐脫磷工藝：TBM工藝〔蒂森底吹技術(shù))目前雙聯(lián)法是生產(chǎn)超低磷鋼的最先進轉(zhuǎn)爐煉鋼法允許猛烈攪拌鋼水，頂吹供氧，高強度底吹，不需要預(yù)脫硅，廢鋼比較高，爐渣堿度比較低，渣量低，處理后鐵水溫度較高135，脫磷效率明顯提高。轉(zhuǎn)爐脫磷工藝JFE福山制鐵所福山制鐵所，有兩個煉鋼廠〔其次煉鋼廠和第三煉鋼廠。該制鐵所是日本粗鋼產(chǎn)2座320TLD-NRP〔雙聯(lián)法一座轉(zhuǎn)爐脫磷，另一座轉(zhuǎn)爐脫碳，轉(zhuǎn)爐脫磷力量為450t/a。該廠1999年開頭全量鐵水轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理。107%~10%30000立方米/h3000立方米/h10~15kg/t。70005~6kg/t。其次煉鋼廠有3座250t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐；承受傳統(tǒng)‘三脫’工藝NR處理力量420玩噸/年。該廠統(tǒng)計的生產(chǎn)數(shù)據(jù)說明，鐵水罐內(nèi)脫磷處理周期長，產(chǎn)能低；LD—NRP技術(shù)與常規(guī)冶煉技術(shù)相比，每噸鋼的本錢降低5美元左右。此外，JFE京濱煉330t轉(zhuǎn)爐也承受雙聯(lián)法煉鋼。住友金屬鹿島制鐵所住友金屬鹿島制鐵全部兩個煉鐵廠，第一煉鐵廠3250t轉(zhuǎn)爐，承受該公司制造SRP法〔雙聯(lián)法〕煉鋼，其次煉鋼廠2250t轉(zhuǎn)爐，承受常規(guī)冶煉工藝。第一煉鋼〔二吹一25%，運送給其次煉鋼廠。脫磷轉(zhuǎn)爐指標：吹煉時間為8mi；冶煉周期為22Min廢鋼比為10〔加輕廢鋼135040kg/t。14min30Min;15kg/t〔Mn回30%~40；渣量為20kg/〔以干渣方式回收。住友金屬和歌山制鐵所390萬噸。煉鋼生產(chǎn)承受SRP法，100%鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐脫磷。該廠脫磷轉(zhuǎn)爐與脫碳轉(zhuǎn)爐設(shè)在不同跨，脫磷轉(zhuǎn)爐和脫碳轉(zhuǎn)爐的吹煉時間9~12min20min是目前世界上煉鋼生產(chǎn)節(jié)奏最快的鋼廠。SRP法優(yōu)點是：可承受較高磷含量的低價鐵礦石煉鐵0.10%~0.15%，降低了礦石選購本錢；煉鋼時，可以使用錳礦石取代MnFe合金；與高拉速連鑄機相匹配，加快了大型轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)節(jié)奏；脫碳爐渣可返回用于脫磷轉(zhuǎn)爐，煉鋼渣量顯著降低；脫磷爐渣不經(jīng)蒸汽穩(wěn)定化處理，可直接鋪路；降低了爐渣處理本錢；IF鋼板抗二次加工脆化和熱軋鋼板低溫沖擊韌性等性能；工序緊湊。神戶制鋼用H爐〔專用轉(zhuǎn)爐理，用撇渣器去除脫硅渣后，將鐵水在兌入H爐進展脫磷，脫硫。脫磷時，噴吹石灰系座轉(zhuǎn)爐進展脫碳。用H爐進展鐵水脫磷，脫硫處理具有如下特征：H爐內(nèi)空間大，進展鐵水預(yù)處理時，爐內(nèi)反響效率高，反響速度快，可在較短的時間內(nèi)連續(xù)完成脫磷，脫硫處理；可用塊狀生石灰和轉(zhuǎn)爐渣代替局部脫磷渣；脫磷過程中添加局部錳礦，可提高脫磷效率，且增加了鐵水中的猛含量。日鐵八幡制鐵所日鐵八幡制鐵全部兩個煉鋼廠，第一煉鋼廠2170t轉(zhuǎn)爐，承受傳統(tǒng)的三脫工2350t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)承受日鐵名古屋制鐵所制造的LD—ORP〔雙聯(lián)法〕見以下圖：日鐵君津制鐵所2個煉鋼廠，第一煉鋼廠和其次煉鋼廠均承受KR法脫硫〔S<=0.002。第一煉鋼廠有3座230t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐；其次煉鋼廠有2座300tLD—ORP法和MURC〔雙渣法〕法兩種工藝煉鋼。LD—ORP法渣量少，可生產(chǎn)高純潔鋼。脫磷轉(zhuǎn)爐弱供氧，大渣量，堿度2.5~3.0，1320~13509~10min20min9%，為了提高產(chǎn)量，目前廢鋼比已到達11%~14%，經(jīng)脫磷后鋼水〔P<=0.002%〕兌入脫碳92%4000爐。脫碳轉(zhuǎn)爐強供氧，少渣量，冶煉周期為28~30min，脫碳轉(zhuǎn)爐不吃廢鋼。從脫磷至脫碳完畢的總冶煉周期約為50Min.50~60min相匹配。日本大型鋼鐵廠轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法生產(chǎn)指標參見下表日鐵室蘭制鐵所和大分制鐵所日鐵室蘭制鐵所〔2270tLD—OB轉(zhuǎn)爐〕和大分制鐵所〔3370t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐〕MURC工藝，在同一轉(zhuǎn)爐上進展鐵水脫磷和脫碳吹煉，類似傳統(tǒng)煉鋼的“雙渣法“。承受MURC工藝，在同一座轉(zhuǎn)爐上可連續(xù)脫硅脫磷除渣和脫碳。工藝過程是：鐵水在轉(zhuǎn)爐中的脫硅脫磷后倒爐排渣，保存鐵水，脫磷渣一般倒出50%；然后造脫渣進行脫碳，脫碳后出鋼，脫碳渣可直接留在爐內(nèi)用于下一爐脫磷吹煉；MURC工藝冶煉33~35min，見以下圖〔約1350〕操作，可到達高效脫磷，爐渣熱循環(huán)，削減煉鋼渣量和石灰用量。MURC法中間扒渣是其最突出的特點。假設(shè)扒渣不穩(wěn)定，含磷渣排出少，將影響脫磷效果和脫碳的正常運行。因此，MURC法的關(guān)鍵是中間扒脫磷渣的操作穩(wěn)定。在化是中間扒渣的關(guān)鍵，應(yīng)留意掌握脫磷吹煉渣的成分和堿度。TBM脫磷工藝TBM是由蒂森一克虜博煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煉鋼的一種冶煉工藝，該技術(shù)除了具有傳統(tǒng)底吹反響更接近平衡，從而降低了鋼中氧含量。TBM氣管線上均安裝有流量計和調(diào)整閥，用以準確調(diào)整底吹氣體的壓力和流量。中國包鋼與北京鋼鐵爭論總院進展了中磷鐵水轉(zhuǎn)爐內(nèi)脫磷試驗。寶鋼開發(fā)的BRP技術(shù)已獲2023年中國冶金科技成果一等獎，并成功地應(yīng)用于一煉鋼二煉鋼和不銹鋼分廠。鞍鋼也對轉(zhuǎn)爐脫磷工藝進展了大量的爭論，并申請了多項專利。BRP技術(shù)2023年開頭進展轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法脫磷〔BRP〕技術(shù)爭論。為了滿足BRP工藝技術(shù)300t轉(zhuǎn)爐頂，底吹系統(tǒng)進展了改造。BRP是寶鋼擁有自主學(xué)問7144133.732023~20236億元。BRP工藝生產(chǎn)的主要是低磷和超低磷鋼，包括管線鋼，IF鋼，簾線鋼，石油鉆桿鋼等，脫磷爐停吹時，磷含量平均在0.015%0.003%，鋼坯磷含量低于0.006%60kg/tBRP工藝對于拓展品種，提高鋼水品質(zhì)以及實現(xiàn)效益最大化有重要作用。首鋼脫磷工藝興建了LF精煉爐和VD130mm×130mm八流小方坯連鑄機，使該廠具備了優(yōu)質(zhì)長材坯料生產(chǎn)條件。在開發(fā)和生產(chǎn)82B、77B、72A等高碳品干凈度和產(chǎn)品質(zhì)量。了轉(zhuǎn)爐雙渣操作與冶煉終點低拉增碳相結(jié)合的脫磷冶煉掌握工藝和產(chǎn)品質(zhì)量。首鋼遷安鋼鐵廠的使用副槍轉(zhuǎn)爐脫磷工藝磷含量低于0．015％；特別深沖鋼、鍍錫板要求鋼中磷低于0．010％；一些航空、耐腐蝕管線用鋼要求磷低于0．005％。由于鋼中的磷可降低鋼的沖擊韌性，尤其是低溫沖很多鋼廠急需解決的難題。首鋼遷鋼原轉(zhuǎn)爐脫磷率僅為75％左右，自承受副槍系統(tǒng)后，脫磷效果明顯改善，脫磷率提高至85％以上。依據(jù)副槍模型數(shù)據(jù)、加料狀況、鋼樣和渣樣化驗數(shù)據(jù)，結(jié)合依據(jù)。本鋼轉(zhuǎn)爐脫磷工藝的爭論(薄板鋼種、深沖鋼等)相繼投入生產(chǎn)。這些鋼種對鋼的純潔度要求越來越高，尤其對鋼中的[P]含量的要求也0．0085[P]取樣、測溫，依據(jù)所取試樣的化學(xué)成分、吹煉工藝參數(shù)對煉鋼過程的脫磷進展了分析，了解脫磷的時機、特點以及影響脫磷的因素。并以此改善不同鐵水條件下的操作工藝，以到達有效、穩(wěn)定的脫磷。利用副槍在吹煉過程取樣測溫的方法爭論本鋼轉(zhuǎn)爐脫磷的工藝特點藝特點，針對不同的鐵水條件，我們通過優(yōu)化工藝操作，到達穩(wěn)定、有效的脫磷，滿足鋼種要求。鞍鋼氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐脫磷工藝與實踐分數(shù)提出了很高的要求，大多要求磷含量低于0.015%；低溫用鋼管、特別深沖鋼、鍍錫板要求鋼中磷低于0.0100.005為到達深脫磷的目的，當前國內(nèi)外先進鋼廠，均承受鐵水“三脫先進工藝。爐僅有頂吹功能，且還不具備全部鐵水預(yù)脫磷的力量，因而探究頂吹轉(zhuǎn)爐的脫磷規(guī)律，意義。鞍鋼一煉鋼100t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐進展了單渣法和雙渣法脫磷的過程分析和工藝實踐，在反響熱力學(xué)和動力學(xué)分析的根底上，設(shè)計了有針對性的試驗。依據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，利率等與各參數(shù)的定量關(guān)系，為優(yōu)化頂吹轉(zhuǎn)爐脫磷工藝供給了理論及實踐依據(jù)。2種脫磷工藝：轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法主要技術(shù)特點轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法的冶煉工藝特點轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法煉鋼工藝，即承受一座轉(zhuǎn)爐進展鐵水脫磷，另一座轉(zhuǎn)爐脫碳和提溫，兩座轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)組織生產(chǎn)，以到達有效改善鋼的質(zhì)量和縮短冶煉周期的目的。轉(zhuǎn)爐承受雙聯(lián)法冶煉工藝主要有以下特點：良好的氧化性氣氛在脫磷轉(zhuǎn)爐中，主要承受氧化法進展脫磷，其主要反響為：2[P]+5〔FeO〕+4〔CaO〕=(4CaO·P2O5)+5[Fe]2[P]+5〔FeO〕+3〔CaO〕=(3CaO·P2O5)+5[Fe](FeO)，同時促進了CaO量的[0]，渣鋼界面處的氧化性能強，鋼渣都具有較高的氧化性，猛烈的氧化性氣氛促進了脫磷的順當快速進展。轉(zhuǎn)爐功能單一化可縮短冶煉周期與傳統(tǒng)冶煉方式相比，轉(zhuǎn)爐冶煉時間縮短8～10min。渣量少于一般轉(zhuǎn)爐因?qū)鹘y(tǒng)轉(zhuǎn)爐工藝分為脫磷和脫碳。脫磷渣不進入脫碳爐，因而不用擔憂鋼水回磷，30～50kg／t，脫碳轉(zhuǎn)爐渣量約為15～30kg／t。爐渣堿度低P205含量高，促進P205與CaO結(jié)合成穩(wěn)定的磷酸鈣。如圖1所示，當渣堿度高于2．0后，隨著渣堿度的提高，磷安排率明顯上升。增加Cao可以降低P2O5的活度系數(shù)，提高磷在渣鐵間的安排比。但在轉(zhuǎn)爐脫磷吹煉過程中，為了保證終點有較高的碳，溫度一般不能超過1430℃，而廠將堿度掌握在2．4～2．8，有較好的脫磷效果。脫磷轉(zhuǎn)爐裝入制度同步調(diào)整。依據(jù)脫磷熱力學(xué)條件，鐵水脫磷的溫度為1350---1430℃范圍較好。從冶煉操作實績來看，當鐵水溫度掌握在1250～1330℃時，承受92％的鐵水比較為合理，吹煉終點平均溫度為1388℃，平均硼(C)=2．68％，為脫碳轉(zhuǎn)爐供給了較好的原料條件，見表2。脫磷轉(zhuǎn)爐造渣制度依據(jù)磷安排比狀況，將脫磷轉(zhuǎn)爐終渣堿度掌握在2．4～2．8，可保證良好的脫磷效果。2／3，燒結(jié)礦全部的1／2(FeO)，在短時間內(nèi)促進了化渣，同時確保了熔池溫度的緩慢上升。脫磷轉(zhuǎn)爐槍位及氧壓掌握(FeO)大量富化渣狀況進一步調(diào)整。整個冶煉過程氧壓掌握在0．80～0．85MPa。脫磷轉(zhuǎn)爐終點掌握冶煉至終點時，依據(jù)測定溫度進展調(diào)整，確保終點溫度掌握在1360“-1410℃，終點碳質(zhì)量分數(shù)平均為2．68％，終點P質(zhì)量分數(shù)平均到達0．009％(見表2、表3)，為脫碳轉(zhuǎn)爐供給人爐回收利用。TBM脫磷工藝2.1．TTBM掌握轉(zhuǎn)爐吹煉的困難主要是反響速度太快，脫碳頂峰期產(chǎn)生大量CO氣泡，猛烈攪動熔池，渣鋼充分乳化，使渣中(FeO)快速降低，根本不具備成渣和脫除鋼中硫、磷的條件。因轉(zhuǎn)爐冶煉強度的重要環(huán)節(jié)。承受TBM工藝，可以實現(xiàn)在吹煉前期，加強熔池攪拌，促進石灰熔解，提高成渣速度；在吹煉末期，提高熔池攪拌強度，促進渣鋼反響平衡。TBM強攪拌工藝主要內(nèi)容提高底吹攪拌強度：目前，國內(nèi)傳統(tǒng)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐一般承受弱攪拌工藝，底吹供氣強度波動在0．03～0．08m3／t．min的范圍。為了提高前期成渣速度，實現(xiàn)前期脫磷，抑制噴濺和保證終點渣鋼反響平衡，TBM底吹供氣強度提高到0．08--0．20m3／t．min的范圍。通過對轉(zhuǎn)爐成渣過程的巖相分析證明5IIlin7降至39(FeO1％下降到5．25％，形成與CaO相結(jié)合的低熔點橄欖石(CMS)主相，爐渣熔化均勻。轉(zhuǎn)變底吹供氣模式：傳統(tǒng)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐一般承受“前期低中期最低一后期高”的供氣模式，為了提高初渣成渣速度，TBM承受“前期高一中期低后期逐步上升”的供氣模式，提高復(fù)吹的冶金效果。至吹煉前期(9min)，使渣中(FeO)上升至10．16％，堿度到達1．6，促使渣中CMS相轉(zhuǎn)變?yōu)镃2S含量約40與C3MS2共存，并消滅RO4．23，渣中(FeO)降至7．14C2S為主相。終渣(FeO)上升至16．45％，堿度到達3．38，物相以C3S為主，平均可到達60，爐渣具備良好的脫磷、脫硫熱力學(xué)條件。實現(xiàn)平衡吹煉：TBM平衡吹煉。轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中存在著熔池反響(如c—o、C-—Mn反響等)和鋼渣反響(如脫硫、0．08～O．12m3／t．min；實現(xiàn)渣鋼反響趨于平衡，底攪強度應(yīng)到達0．15“-“0．30m3／t．min的水平。2.2．TBM的底吹供氣制度TBM的底吹供氣制度是依據(jù)氧步即供氧時間階段來設(shè)定的，氣體種類是依據(jù)鋼種對氮含量的要求設(shè)定的，以20#鋼為例，具體供氣制度(見表1)從爐底供給溶池的氣體，通過元件噴出后以氣泡的形式上浮，抽引鋼水隨之向卜流淌，從而使溶池得到攪拌。其目的就是改善溶池混合狀態(tài)，增加物質(zhì)傳遞速度復(fù)吹冶金效果的條件之一。轉(zhuǎn)爐底吹供氣制度見表l。TBM的冶金效果對轉(zhuǎn)爐終點[C]一[0]平衡的影響120噸轉(zhuǎn)爐承受TBM后，增加了吹煉末期的熔池攪拌強度，可以使鋼液中發(fā)生的【C】-【O]2是120噸轉(zhuǎn)爐實際碳氧關(guān)系。對80噸轉(zhuǎn)爐和120噸轉(zhuǎn)爐鋼水終點[O】含量的測定說明，在轉(zhuǎn)爐終點碳含量一樣的狀況下，120噸轉(zhuǎn)爐鋼水中的【O】含量降低.TBM對轉(zhuǎn)爐終渣(FeO)的影響由于熔池攪拌加強，使渣—鋼之間的反響更趨近于平衡，從而使渣中(FeO)含量有所降低。統(tǒng)計80噸轉(zhuǎn)爐和120噸轉(zhuǎn)爐的終點渣樣各500爐，結(jié)果80噸轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐終點渣中(FeO)平均含量為16．49％，120噸轉(zhuǎn)爐終點渣中(FeO)平均含量為15．24％，平均降低1．25％。對轉(zhuǎn)爐吹煉操作的影響(FeO(FeO)聚攏而產(chǎn)生的爆發(fā)性噴濺的可能性，使吹煉更加平穩(wěn)。另外，由于降碳速度的加快，使供氧時間縮短。表2為轉(zhuǎn)爐供氧時間，TBM對脫磷率的影響從熱力學(xué)的觀點看，TBM使渣中(FeO)降低，不利于脫磷反響的進展，但TBM之后，供氣強度磷反響更接近于平衡，提高了轉(zhuǎn)爐脫磷率。取同一時期一樣鐵水條件下，80噸和120噸轉(zhuǎn)爐一倒脫磷率比較，見表3，從表3可以看出，120噸轉(zhuǎn)爐的一倒脫磷率較80噸轉(zhuǎn)爐平均提高23．8％120噸轉(zhuǎn)爐的一次命中率平均為80％，比較80噸轉(zhuǎn)爐提高60％。轉(zhuǎn)爐承受底吹深脫磷技術(shù)，加快了熔池內(nèi)鋼、渣反響速度，使鋼一渣反響更趨于平衡，一倒脫磷率平均提高23．8％；使轉(zhuǎn)爐終點碳．氧反響更接近平衡，降低了鋼水和爐渣的氧四脫磷反響機理到0度以下，鋼的塑性和沖擊韌性降低，并使鋼的焊接性能和冷彎性能變差。磷是降低鋼偏析很難消退，從而嚴峻影響鋼的性能，所以脫磷是煉鋼過程的重要任務(wù)之一。Fe3P或Fe2P形式存在，但通常以[P]來表達。煉鋼過程的脫磷反響是在金屬液與熔渣界面進展的，首先是[P]被氧化成〔P2O5，而后與〔CaO〕結(jié)合成穩(wěn)定的磷酸鈣，其反響式可表示為：2[P]+5〔FeO〕+4〔CaO〕=(4CaO·P2O5)+5[Fe]2[P]+5〔FeO〕+3〔CaO〕=(3CaO·P2O5)+5[Fe]從CaO-P2O5相圖中可以看出3CaOP·2O54CaO·P2O5次之。在熱力學(xué)分析時，有兩種鹽得出的結(jié)論根本上是全都的。在試驗室條件下到達平衡時的反響產(chǎn)物通常是4CaO·P2O5這樣脫磷反響平衡常數(shù)可表示為pKp=a(4Ca0·P0)/p

^2·a

a

CaO^5Lg〔%P〕/[%P]=18837／T-10．9+0．067(％CAO+O．3％MgO0．551％C]+0．375在煉鋼條件下，脫磷效果可用熔渣與金屬中磷濃度的比來表示，稱之為磷的安排系數(shù)，即：Lp=w(P〕%/w[%P]^2%LpLpLp影響脫磷反響的因素主要是煉鋼熔池溫度，爐渣成分和金屬液的成分。煉鋼溫度的影響。脫磷反響是猛烈放熱反響，如熔池溫度降低，脫磷反響的平衡常數(shù)Kp增大，Lp增大，因此從熱力學(xué)觀點，低溫脫磷比較有利。但是低溫不利獲得流淌性良好的高堿度爐渣，因此，熔池溫度必需適當，才能獲得最好的脫磷效果。2 PO屬于酸性氧化CaO,MeO等堿性氧化物降低它的活度，堿度越高，渣中CaO的有效濃度越高，K2 灰，化渣不好，爐渣變黏，影響流淌性，對脫磷反而不利?！睩eO〕〔FeO〕是脫磷的首要因素。因而