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、汽車和電子等工業(yè)的發(fā)展，對特殊鋼種的需求日益增加，低磷鋼、超低磷鋼由于其較強的塑性和韌性，在現(xiàn)代工業(yè)中的應用越來越廣。

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

2 轉(zhuǎn)爐脫磷工藝

2.1 復吹轉(zhuǎn)爐深脫磷工藝

2000年以后，國內(nèi)開始起步研究復吹轉(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了復吹轉(zhuǎn)爐深脫磷工藝的研究和應用[3]。復吹轉(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年鞍鋼開始進行了一系列不同噸位轉(zhuǎn)爐不同方法的深脫磷試驗，通過優(yōu)化吹煉工藝、改進出鋼模式及采用鋼包頂渣改質(zhì)等措施，實現(xiàn)了180t復吹轉(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，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時間和降低供氧強度的操作，使前期脫磷產(chǎn)物P2O5全部被渣中CaO固化成3CaO·P2O5或4CaO·P2O5高熔點化合物穩(wěn)定在渣中，達到深度脫磷的目的。

2.1.2 單爐新雙渣工藝

單爐新雙渣法工藝實施快，并且各廠都具有傳統(tǒng)的雙渣法冶煉技術(shù)基礎，因此在國內(nèi)已經(jīng)有較多鋼廠開展該技術(shù)研究與應用。2010年4月，首秦公司煉鋼部開始研究轉(zhuǎn)爐復吹長壽技術(shù)，開發(fā)轉(zhuǎn)爐底吹使用維護方案，通過一系列技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)應用，使轉(zhuǎn)爐底吹使用壽命能夠達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。福建三鋼100t復吹轉(zhuǎn)爐采用單爐新雙渣法冶煉中、高碳鋼，終點鋼水達到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)法深脫磷專用爐冶煉工藝是當前國內(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年開始進行轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法脫磷技術(shù)研究，經(jīng)過一年多的生產(chǎn)實踐，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行雙聯(lián)生產(chǎn)，使終點P質(zhì)量分數(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自開發(fā)的一項鐵水預處理工藝，亦稱“雙聯(lián)法”煉鋼。這種工藝的優(yōu)點在于節(jié)省基建投資、降低各項消耗,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)爐上進行了鐵水預處理專用爐同時脫P，脫S及脫Si的試驗，并與1996年6月在改造后的80t頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐上充分利用濺渣護爐技術(shù)再次進行實驗，取得了一定效果和經(jīng)驗[10]。韓國浦項公司技術(shù)研究所分別在300t和100t的復吹轉(zhuǎn)爐上進行了轉(zhuǎn)爐脫磷試驗，研究了脫磷過程中磷含量的變化。研究表明在TDS脫硫預處理下，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)點主要有爐襯壽命長、渣量少、冶煉周期縮短、轉(zhuǎn)爐爐齡長等，與傳統(tǒng)的工藝路線相比，工藝流程長，但轉(zhuǎn)爐脫磷操作時間短，設備及人員費用少，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行脫P、脫Si處理，中間排渣，而后直接進行脫碳吹煉。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，近年來各大科研院所也加大了轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)的研究與應用，比較有代表性的有北京科技大學的呂明等研究開發(fā)的COMI煉鋼工藝脫磷工藝[11]，并在30噸的轉(zhuǎn)爐上進行了工業(yè)試驗，研究表明COMI煉鋼工藝可有效控制轉(zhuǎn)爐吹煉過程溫度，降低鋼液中磷含量。半鋼磷質(zhì)量分數(shù)和一倒鋼液磷質(zhì)量分數(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

國內(nèi)轉(zhuǎn)爐脫磷研究起步較晚，然而經(jīng)過十數(shù)年的不懈努力，國內(nèi)開發(fā)并逐步工業(yè)化的轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)取得了較大的進展。國內(nèi)相關(guān)企業(yè)和研究單位在不斷優(yōu)化改進現(xiàn)有工藝的同時，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)展和新型煉鋼設備的多樣化，轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)在國內(nèi)煉鋼行業(yè)的應用還將不斷擴大，這對于我國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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