浅析昆钢转炉终渣∑FeO与碱度及其关系

　　两个参数,其控制的好坏直接影响到转炉冶炼的顺行和各项经济技术指标的改善。昆明钢铁股份公司(以下简称昆钢)现有3座20 t LD转炉和3座50 t LD转炉,2000年以来通过溅渣护炉、优化冶炼工艺等技术措施,使炉龄大幅度提高,其重要原因是冶炼终点控制的改善和溅渣护炉质量的提高,这都与终渣∑FeO和MgO有关。目前终渣MgO已得到了较好的控制,但终渣∑FeO含量、碱度仍比较高且波动较大,这将制约炉龄的进一步提高和其它技术经济指标的改善。

　　针对昆钢转炉终渣的现状,提出终渣∑FeO、碱度的合理控制范围及相关措施,以便进一步优化冶炼操作,这对提高转炉炉龄和改善炼钢各项技术经济指标具有重要的意义。

　　1　转炉终渣碱度与∑FeO的合理控制

　　1.1　炉渣碱度和氧化性对脱磷的影响

　　转炉终渣为CaO-SiO2-Fe2O3-MnO2-MgO-P2O5渣系,其中w(MnO2)约为3 %,w(MgO)约为8 %,w(P2O5)约为2 %～4 %,冶炼终点钢水成分为:w(P)=0.025 %,w(Mn)=0.30 %,设脱磷率为ηp,则:

　　ηp=w([P]i-[P]f)/w([P]i)

　　式中,w([P]i)表示初始钢液磷质量分数,%;w([P]f)表示终点钢液磷质量分数,%。根据实验研究[1],炉渣碱度和氧化性(Fe2O3+ MnO2)对脱磷率的影响如图1和图2所示。

　　1.1.1　氧化性对脱磷率的影响

　　由图1可以看出,在碱度≥2.5时: (1)当炉渣氧化性w(Fe2O3+ MnO2)≥7 %,即w(Fe2O3)≥4 %时,则ηp>0,即炉渣均处于脱磷状态;(2)当炉渣氧化性w(Fe2O3+MnO2)≥9 %,即w(Fe2O3)≥6 %,就能保证有较高ηp值;(3)当炉渣氧化性w(Fe2O3+ MnO2)≥12 %,即w(Fe2O3)≥9 %,则随着氧化性的增加,炉渣脱磷率增加量很小。反之,在w(Fe2O3+MnO2) <12 %时,增加炉渣氧化性则对脱磷贡献较大。

　　1.1.2　碱度对脱磷率的影响

　　由图2可以看出,炉渣氧化性w(Fe2O3+MnO2)>10 %(即w(Fe2O3)>7 %)时: (1)碱度≥2.5时,脱磷率ηp已接近最大值;(2)碱度≥3.0时,则随着碱度的增加ηp增加量很小,即碱度增加对脱磷率ηp的提高贡献不大;(3)碱度<3.0时,随着碱度增加,ηp明显增加,即在碱度<3.0时,增加碱度对脱磷的贡献较大。

　　上述分析可以看出,既要保证较高脱磷率ηp,又要比较经济地完成冶炼,则碱度和氧化性的最佳控制范围应为:R=2.5～3.0,w(Fe2O3)=6 %～9 %(即w(∑FeO)=15 %～22 %)。

　　1.2　炉渣碱度与∑FeO的控制下限

　　据实验研究[1],炉渣脱磷率ηp=0时,终渣的临界碱度(R※)与临界氧化性((Fe2O3+MnO2)※)存在如下关系:

　　100w(Fe2O3+MnO2)※=18.19-4.08R※

　　由此可知:

　　(1)当w(Fe2O3+ MnO2)=9 %,即w(Fe2O3)=6 %时,R※=2.25;