·208· 北京科技大学学报 第36卷 2(P)+50]=(P205). (2) 性炉渣有利于脱磷反应的进行0 (3)渣-金界面及渣相侧脱磷产物的固定： (P,0,)+3(Ca0)=-(3Ca0P20s). (3) 2工艺实践与分析 (4)脱磷总反应为： 针对南钢的铁水条件、设备状况及工艺制度等 2(P)+5(Fe0)+4(Ca0)=(4Ca0P,0)+5Fe], 因素考虑，开展了120t复吹转炉双渣法深脱磷生产 (4) 试验，重点研究了铁水条件、造渣制度、供氧制度、一 倒控制和终点控制等对转炉脱磷的影响，初步探索 Ig K =Ig- a4ca0-P29340067 *dpeo"acao T -15.06. (5) 得出复吹转炉双渣法深脱磷的主要工艺控制参数 式中：K为脱磷反应的化学平衡常数：T为熔池温 2.1铁水条件分析 度，K;a:为金属熔池或炉渣组分的活度. 对南钢入炉铁水温度、成分及装入量进行统计 由上式可知，影响脱磷的主要因素是熔池温度、 分析，结果如表1所示.可见，铁水温度及成分波动 炉渣成分和金属液成分.要想获得治炼终点超低磷 范围均较大，在此原料条件下完成转炉深脱磷任务 出钢，必须增大平衡常数K,即低温、高碱度、高氧化 必须优化工艺制度 表1入炉铁水条件 Table 1 Conditions of charging hot metal 铁水中各元素的质量分数/% 项目 温度/℃ 装入量/t Si Mn 范围 1204~1351 4.46-5.00 0.31-0.68 0.27~0.42 0.114-0.1420.002-0.028146.10-150.20 平均 1298 4.81 0.44 0.32 0.127 0.019 148.31 由脱磷热力学分析可知，铁液中的碳、硅会降低 2.1.1铁水硅含量对脱磷的影响 磷的溶解度，并提高磷的活度系数∫，而锰与磷会形 铁水硅含量主要影响炉渣碱度和渣量，在碱 成磷化物，降低磷的活度.同时，转炉吹炼初期硅、 度控制一定的条件下，铁水硅含量增加，渣量变 锰的存在会与磷争夺氧，只有当硅氧化至痕迹量时， 大，增大了炉渣脱磷量，从而降低了钢液磷含量. 磷才开始大量氧化.因此，有必要分析铁水条件对 铁水硅含量与终点磷含量和脱磷率的关系，如图1 转炉脱磷的影响. 所示. 45 a 99.0 (b) 40 98.5 35 哥98.0 97.5 新 96.5 9606 0.2 04 08 0.2 0.4 0.6 0.8 0.6 入炉铁水硅质量分数% 人炉铁水硅质量分数修 图1入炉铁水硅含量对转炉脱磷的影响.()磷质量分数：(b)脱磷率 Fig.I Effect of silicon content in hot metal on converter dephosphorization:(a)mass fraction of phosphorus;(b)dephosphorization rate 由图1可知，转炉终点钢液磷含量先随铁水硅 响，同时大渣量稀释了渣中(P,0)含量，促进了脱 含量的升高而增大，超过一定值后又随铁水硅含量 磷反应的进行.转炉终点脱磷率亦表现出先随铁水 的升高而降低，即在铁水硅质量分数<0.45%的阶 硅含量的降低而降低，超过一定值后又随铁水硅含 段，降低入炉铁水硅含量有利于降低终点钢液磷含 量的升高而升高的变化趋势.分析认为，铁水硅含 量，而在铁水硅质量分数>0.45%的阶段，随硅含量 量影响吹炼前期的脱磷速率，但对于吹炼终点而言， 的增大渣量亦增大，削弱了硅对脱磷反应的不利影 因铁水硅含量的增加易于化渣，在碱度足够的前提北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 2( P) + 5［O］= ( P2O5 ) ． ( 2) ( 3) 渣--金界面及渣相侧脱磷产物的固定: ( P2O5 ) + 3( CaO) = ( 3CaO·P2O5 ) ． ( 3) ( 4) 脱磷总反应为: 2( P) +5( FeO) +4( CaO) = ( 4CaO·P2O5 ) +5［Fe］， ( 4) lg K = lg a4CaO·P2O5 a2 P ·a5 FeO ·a4 CaO = 40067 T － 15. 06． ( 5) 式中: K 为脱磷反应的化学平衡常数; T 为熔池温 度，K; ai 为金属熔池或炉渣组分的活度． 由上式可知，影响脱磷的主要因素是熔池温度、 炉渣成分和金属液成分． 要想获得冶炼终点超低磷 出钢，必须增大平衡常数 K，即低温、高碱度、高氧化 性炉渣有利于脱磷反应的进行［10］． 2 工艺实践与分析 针对南钢的铁水条件、设备状况及工艺制度等 因素考虑，开展了 120 t 复吹转炉双渣法深脱磷生产 试验，重点研究了铁水条件、造渣制度、供氧制度、一 倒控制和终点控制等对转炉脱磷的影响，初步探索 得出复吹转炉双渣法深脱磷的主要工艺控制参数． 2. 1 铁水条件分析 对南钢入炉铁水温度、成分及装入量进行统计 分析，结果如表 1 所示． 可见，铁水温度及成分波动 范围均较大，在此原料条件下完成转炉深脱磷任务 必须优化工艺制度． 表 1 入炉铁水条件 Table 1 Conditions of charging hot metal 项目 温度/℃ 铁水中各元素的质量分数/% C Si Mn P S 装入量/t 范围 1204 ～ 1351 4. 46 ～ 5. 00 0. 31 ～ 0. 68 0. 27 ～ 0. 42 0. 114 ～ 0. 142 0. 002 ～ 0. 028 146. 10 ～ 150. 20 平均 1298 4. 81 0. 44 0. 32 0. 127 0. 019 148. 31 由脱磷热力学分析可知，铁液中的碳、硅会降低 磷的溶解度，并提高磷的活度系数 fP，而锰与磷会形 成磷化物，降低磷的活度． 同时，转炉吹炼初期硅、 锰的存在会与磷争夺氧，只有当硅氧化至痕迹量时， 磷才开始大量氧化． 因此，有必要分析铁水条件对 转炉脱磷的影响． 2. 1. 1 铁水硅含量对脱磷的影响 铁水硅含量主要影响炉渣碱度和渣量，在碱 度控制一定的条件下，铁水硅含量增加，渣 量 变 大，增大了炉渣脱磷量，从而降低了钢液磷含量． 铁水硅含量与终点磷含量和脱磷率的关系，如图 1 所示． 图 1 入炉铁水硅含量对转炉脱磷的影响． ( a) 磷质量分数; ( b) 脱磷率 Fig． 1 Effect of silicon content in hot metal on converter dephosphorization: ( a) mass fraction of phosphorus; ( b) dephosphorization rate 由图 1 可知，转炉终点钢液磷含量先随铁水硅 含量的升高而增大，超过一定值后又随铁水硅含量 的升高而降低，即在铁水硅质量分数 ＜ 0. 45% 的阶 段，降低入炉铁水硅含量有利于降低终点钢液磷含 量，而在铁水硅质量分数 ＞ 0. 45% 的阶段，随硅含量 的增大渣量亦增大，削弱了硅对脱磷反应的不利影 响，同时大渣量稀释了渣中( P2 O5 ) 含量，促进了脱 磷反应的进行． 转炉终点脱磷率亦表现出先随铁水 硅含量的降低而降低，超过一定值后又随铁水硅含 量的升高而升高的变化趋势． 分析认为，铁水硅含 量影响吹炼前期的脱磷速率，但对于吹炼终点而言， 因铁水硅含量的增加易于化渣，在碱度足够的前提 ·208·