羅成超

（福建省三安鋼鐵公司煉鋼廠，福建 泉州 362411）

1 引言

隨著石油、天然氣、汽車(chē)和電子等工業(yè)的發(fā)展，對(duì)特殊鋼種的需求日益增加，低磷鋼、超低磷鋼由于其較強(qiáng)的塑性和韌性，在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。

早在1970年左右，日本鋼鐵公司相繼開(kāi)發(fā)脫磷技術(shù)并逐步工業(yè)化[1]。作為當(dāng)前研究最熱最具應(yīng)用前景的脫磷技術(shù)，轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)在我國(guó)煉鋼工業(yè)中的應(yīng)用起始于2002年，寶鋼-煉鋼2號(hào)300t轉(zhuǎn)爐脫磷、少渣冶煉技術(shù)進(jìn)行了首次超低磷冶煉試驗(yàn)[2]。隨后十幾年的發(fā)展，轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)取得較大進(jìn)步，在國(guó)內(nèi)煉鋼行業(yè)中的應(yīng)用逐步增大。目前，國(guó)內(nèi)研究較多及應(yīng)用較廣的脫磷工藝主要有：復(fù)吹轉(zhuǎn)爐深脫磷工藝、SRP工藝、MURC脫磷工藝等。本文就當(dāng)前國(guó)內(nèi)主流脫磷工藝進(jìn)行分析與綜述，以期為國(guó)內(nèi)當(dāng)前的轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)提供幫助。

2 轉(zhuǎn)爐脫磷工藝

2.1 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐深脫磷工藝

2000年以后，國(guó)內(nèi)開(kāi)始起步研究復(fù)吹轉(zhuǎn)爐深脫磷工藝，在不同噸位、不同鋼種、新建或改建裝置上全面展開(kāi)了復(fù)吹轉(zhuǎn)爐深脫磷工藝的研究和應(yīng)用[3]。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐深脫磷工藝有單渣工藝(冶煉低碳鋼)、單爐新雙渣工藝、兩爐雙聯(lián)工藝。

2.1.1 單渣工藝

采用單渣深脫磷工藝主要是冶煉低碳鋼為主，國(guó)內(nèi)鞍鋼最早研究該工藝并成功用于工業(yè)化生產(chǎn)，武鋼、攀成鋼等鋼廠的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，也采用單渣工藝不同程度優(yōu)化了深脫磷工藝參數(shù)，都取得了較好的脫磷效果[4]。2009年鞍鋼開(kāi)始進(jìn)行了一系列不同噸位轉(zhuǎn)爐不同方法的深脫磷試驗(yàn)，通過(guò)優(yōu)化吹煉工藝、改進(jìn)出鋼模式及采用鋼包頂渣改質(zhì)等措施，實(shí)現(xiàn)了180t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐單渣工藝出鋼平均ω[P]為0.0079%，成品平均ω[P]為0.0084%的目標(biāo)，可穩(wěn)定生產(chǎn)成品ω[P]≤0.01%的低磷鋼種。該工藝前期冶煉采用延長(zhǎng)時(shí)間和降低供氧強(qiáng)度的操作，使前期脫磷產(chǎn)物P2O5全部被渣中CaO固化成3CaO·P2O5或4CaO·P2O5高熔點(diǎn)化合物穩(wěn)定在渣中，達(dá)到深度脫磷的目的。

2.1.2 單爐新雙渣工藝

單爐新雙渣法工藝實(shí)施快，并且各廠都具有傳統(tǒng)的雙渣法冶煉技術(shù)基礎(chǔ)，因此在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有較多鋼廠開(kāi)展該技術(shù)研究與應(yīng)用。2010年4月，首秦公司煉鋼部開(kāi)始研究轉(zhuǎn)爐復(fù)吹長(zhǎng)壽技術(shù)，開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)爐底吹使用維護(hù)方案，通過(guò)一系列技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)應(yīng)用，使轉(zhuǎn)爐底吹使用壽命能夠達(dá)到與控制的爐齡同步（8140爐左右），冶煉中后期也具有較好的轉(zhuǎn)爐復(fù)吹冶金效果[5]。青鋼[6]提出了前期采用小流量、高槍位、迅速化渣的吹煉方法，強(qiáng)化前期脫磷，最終脫磷率穩(wěn)定地控制在90%～95%，為優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。福建三鋼100t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐采用單爐新雙渣法冶煉中、高碳鋼，終點(diǎn)鋼水達(dá)到ω(C)平均為0.11%，ω(P)平均為0.010%的水平[7]。

2.1.3 兩爐雙聯(lián)工藝

轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法煉鋼工藝,即采用一座轉(zhuǎn)爐進(jìn)行鐵水脫磷,另一座轉(zhuǎn)爐脫碳和提溫,兩座轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)組織生產(chǎn),以達(dá)到有效改善鋼的質(zhì)量和縮短冶煉周期的目的。兩爐雙聯(lián)法深脫磷專(zhuān)用爐冶煉工藝是當(dāng)前國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)采用最多研究最熱的深脫磷工藝。寶鋼2002年開(kāi)始進(jìn)行轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法脫磷技術(shù)研究，經(jīng)過(guò)一年多的生產(chǎn)實(shí)踐，寶鋼已采用該工藝生產(chǎn)了低磷和極低磷鋼種，脫磷爐停吹磷含量大幅度下降，產(chǎn)品的磷含量降低，質(zhì)量提高，而且已形成批量大生產(chǎn)的能力[8]。萊鋼[9]采用雙聯(lián)法冶煉工藝，采用的普通吹煉氧槍進(jìn)行雙聯(lián)生產(chǎn)，使終點(diǎn)P質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到了0.008%以下。

2.2 SRP工藝

SRP工藝最早是由日本住友金屬獨(dú)自開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)鐵水預(yù)處理工藝，亦稱(chēng)“雙聯(lián)法”煉鋼。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省基建投資、降低各項(xiàng)消耗,減少環(huán)境污染,且能高效率大量處理鐵水，使轉(zhuǎn)爐精料冶煉，控制氧化性、高拉碳出鋼及減少鋼中夾雜物等。早在1992年12月包鋼第一次采用雙聯(lián)煉鋼，在轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行了鐵水預(yù)處理專(zhuān)用爐同時(shí)脫P(yáng)，脫S及脫Si的試驗(yàn)，并與1996年6月在改造后的80t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐上充分利用濺渣護(hù)爐技術(shù)再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，取得了一定效果和經(jīng)驗(yàn)[10]。韓國(guó)浦項(xiàng)公司技術(shù)研究所分別在300t和100t的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行了轉(zhuǎn)爐脫磷試驗(yàn)，研究了脫磷過(guò)程中磷含量的變化。研究表明在TDS脫硫預(yù)處理下，采用轉(zhuǎn)爐脫磷。脫磷后的鐵水磷含量在0.004%以下。SPR工藝的優(yōu)點(diǎn)主要有爐襯壽命長(zhǎng)、渣量少、冶煉周期縮短、轉(zhuǎn)爐爐齡長(zhǎng)等，與傳統(tǒng)的工藝路線(xiàn)相比，工藝流程長(zhǎng)，但轉(zhuǎn)爐脫磷操作時(shí)間短，設(shè)備及人員費(fèi)用少，綜合效益突出。

2.3 MURC脫磷工藝

MURC脫磷工藝又名多功能轉(zhuǎn)爐脫磷工藝，最早為日本新鐵公司發(fā)明。該工藝采用頂吹氧氣進(jìn)行脫P(yáng)、脫Si處理，中間排渣，而后直接進(jìn)行脫碳吹煉。MURC工藝冶煉周期約33-35分鐘，采用這種工藝，通常鐵水和脫碳渣物流方向相反，堿度低(CaO/SiO2≤2)、T.Fe≥8%、低溫(約 1350℃)操作，可達(dá)到高效脫磷，爐渣熱循環(huán)，減少煉鋼渣量和石灰用量。

除此之外，近年來(lái)各大科研院所也加大了轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)的研究與應(yīng)用，比較有代表性的有北京科技大學(xué)的呂明等研究開(kāi)發(fā)的COMI煉鋼工藝脫磷工藝[11]，并在30噸的轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，研究表明COMI煉鋼工藝可有效控制轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程溫度，降低鋼液中磷含量。半鋼磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)和一倒鋼液磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)較常規(guī)工藝分別降低0.014%和0.007%，脫磷率提高13.39%和7.53%。

3 結(jié)論

國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐脫磷研究起步較晚，然而經(jīng)過(guò)十?dāng)?shù)年的不懈努力，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)并逐步工業(yè)化的轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)取得了較大的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)和研究單位在不斷優(yōu)化改進(jìn)現(xiàn)有工藝的同時(shí)，也在不斷探索新工藝優(yōu)化和新的脫磷劑的研發(fā)。隨著鋼鐵技術(shù)的發(fā)展和新型煉鋼設(shè)備的多樣化，轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)在國(guó)內(nèi)煉鋼行業(yè)的應(yīng)用還將不斷擴(kuò)大，這對(duì)于我國(guó)不斷提升剛才純凈水平及鋼鐵冶煉水平有著較大的意義。

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