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为了开发转炉内较高硅铁水的高效脱磷技术,本文针对首钢京唐公司开展了转炉脱磷的理论模型研究和现场试验工作,从而为转炉高效脱磷操作工艺提出合理的工艺操作参数。
首先,为了提高脱磷炉终点准确控制水平,在首秦转炉试验的基础上进行了转炉静态模型的编制,模型包括物料平衡和供氧平衡。通过模型指导操作和对实际操作进行模拟两种方法进行试验,发现脱磷操作终点温度控制较为理想,但是供氧平衡还需要进一步改进。
通过转炉静态模型,初步确定脱磷转炉合理的氧枪喷头设计原则,并进一步建立了喷头氧气流运动模型,通过距氧枪出口不同高度横截面上的速度云图初步确定了脱磷、脱碳和常规冶炼氧枪喷头的相关参数。认为在京唐投产初期常规冶炼枪可以和脱碳枪共用一种喷头,脱磷枪为单独喷头,具体参数如下:
(1)脱磷枪:DP-1 M=1.5,I=1.5Nm3/(min·t),四孔,喷孔夹角14度DP-2 M=1.8,I=1.5Nm3/(min·t),四孔,喷孔夹角14度DP-3 M=2.0,I=1.8Nm3/(min·t),四孔,喷孔夹角16度
(2)脱碳枪(常规冶炼枪):DC-1 M=2.1,I=3.4Nm3/(min·t),六孔,喷孔夹角16度
在对转炉脱磷操作进行了相关前期试验和模拟研究后,在迁钢进行了改造后的脱磷试验。试验条件为210t转炉,最大底吹流量在3100Nm3/h左右,采用脱磷氧枪喷头DP-2,枪位:2.4-2.8m,顶吹流量:16000-19800Nm3/h,供氧模式一:恒枪位恒流量;供氧模式二:变枪位变流量。通过试验验证,基本上实现了转炉脱磷的技术指标,能够生产半钢P含量低于0.015%以下的合格铁水。同时得到以下重要结论:
(1)脱磷效果主要受炉渣碱度、全铁含量以及供氧模式的影响。在炉渣碱度高于2.5,全铁含量高于18%时脱磷效果显著。同时前期低枪位供氧模式有利于化渣;
(2)矿石量的增加有助于提高化渣效果和提高炉渣的脱磷能力,但矿石的加入量受铁水Si含量和温度的限制;
(3)脱磷阶段的供氧量和矿石加入量对脱磷效果显著,那股·但对脱碳影响不是十分明显。