·340· 工程科学学报，第38卷，第3期 703 0.020 式中：X,是冶炼第1炉脱磷期的成渣量（不包含Fe元 素的氧化物)：(%FO),是第1炉脱磷期新产生的渣 0.016 50 48.0 中Fe0的含量，可由上炉脱碳渣及本炉脱磷渣的FeO 39.139.1 40 0.012 含量及渣量计算得到：Wo为FeO的质量：W,为铁水 30 0.09 31.1 324 0.008 质量，下标i和e分别表示铁水和转炉终点：Wo为石 0.08 20 10 0.060.006005004 灰加入量；W。,为CaF,加入量：Wu为轻烧白云石加入 量；W石灰石加入量 0 第0炉第1炉第2炉第3炉第4炉第5炉第6炉 倒渣后剩余渣量为W(1-n）,转炉终点时的 炉号 渣量为W(1-刀）+Wa,其中W1为第1炉脱碳期 图5循环治炼磷含量与石灰加入量的关系 新产生渣量，是二元碱度R2、[%S]等的函数 Fig.5 Relationship between lime amount and phosphorus content in 对于循环中第2到n炉的渣量，可以用下式进行 the recycled smelting process 计算.脱磷期结束炉内剩余渣量 Wsn=[Ws-1(1-na-i）+Wm-1+Ws]·(1-nn）, 14 循环结束炉内剩余渣量13 得 12 10 脱磷期结束倒溢渣量 X。l =1-o6.-1-m）+W]1-入. (17) 脱碳期结束炉内剩余渣量 W cs.Wrs.Wha (18) 按照倒渣率45%计算，循环过程理想状态下，渣 第0炉第1炉第2炉第3炉第4炉第5炉第6炉剩余 炉次 量达到平衡时炉渣渣量控制如图8所示 图6脱磷期结束倒渣量与循环结束炉内剩余渣量 平衡状态下脱磷期结束炉渣渣量在15t左右，脱 Fig.6 Deslagging quantity at the end of dephosphorization and re- 磷期结束倒渣渣量在7：左右，脱碳期结束转炉终渣渣 maining slag in the furnace at the end of the loop 量在12t左右，本实验采用1001转炉，折合吨钢计算， 整个循环炉次中平均产生渣量83kgt左右，较常规 25 元 工艺120kgt渣量有大幅度的降低. 60 16 50 14 15 40 12 10 30 10 ■一脱碳期渣量 20 8 ◆脱磷期渣量 ◆一白灰加人量 10 ·一脱磷期结束倒渣前炉内渣量 0 4 ·一脱碳期结束炉内渣量 第1炉第2炉第3炉第4炉第5炉第6炉 2 ◆←脱磷期结束倒渣渣量 炉号 第1炉第2炉第3炉第4炉第5炉第6炉 图7石灰加入量与各阶段炉渣量的关系 炉号 Fig.7 Relationship between the adding amount of lime and the slag 图8平衡状态下连续循环过程渣量 quantity of each stage Fig.8 Amount of slag produced during the recycling smelting Mn、P等)的氧化质量，加入到炉内的CaO、萤石和石 process on the equilibrium state 灰石的质量，以及铁水氧化的质量组成；n为循环治 该工艺随着冶炼炉次进行，前一炉的治炼会连续 炼中第n炉的倒渣率. 迭代影响下一炉次的治炼，增大了终点控制的难度，因 循环治炼第1炉脱磷期新产生渣量为☒ 此工艺的稳定性需要加强控制.一是循环炉数的控制 Wst =X:+WFeo, (13) 上，根据生产条件控制循环炉数在7炉以内，循环结束 W:o=W·(%FeO) (14) 倒出全部炉渣，循环结束：二是利用自动化炼钢模型实 将式(14)代入式(13)得到 现循环过程动态控制. X 脱磷阶段根据上炉终点情况计算炉内炉渣量，结 W1=1-(%FeO) (15) 合铁水、废钢、石灰等条件作为静态计算的数据基础， (16) 并结合钢种要求，计算脱磷阶段需要加入原料、目标温工程科学学报，第 38 卷，第 3 期 图 5 循环冶炼磷含量与石灰加入量的关系 Fig． 5 Ｒelationship between lime amount and phosphorus content in the recycled smelting process 图 6 脱磷期结束倒渣量与循环结束炉内剩余渣量 Fig． 6 Deslagging quantity at the end of dephosphorization and re￾maining slag in the furnace at the end of the loop 图 7 石灰加入量与各阶段炉渣量的关系 Fig． 7 Ｒelationship between the adding amount of lime and the slag quantity of each stage Mn、P 等) 的氧化质量，加入到炉内的 CaO、萤石和石 灰石的质量，以及铁水氧化的质量组成; ηDn为循环冶 炼中第 n 炉的倒渣率． 循环冶炼第 1 炉脱磷期新产生渣量为［12］ WS1 = X1 + W' FeO， ( 13) W' FeO = WS1 ·( % FeO) 1 ． ( 14) 将式( 14) 代入式( 13) 得到 WS1 = X1 1 － ( % FeO) 1 ． ( 15) ( 16) 式中: X1 是冶炼第 1 炉脱磷期的成渣量( 不包含 Fe 元 素的氧化物) ; ( % FeO) 1 是第 1 炉脱磷期新产生的渣 中 FeO 的含量，可由上炉脱碳渣及本炉脱磷渣的 FeO 含量及渣量计算得到; W' FeO为 FeO 的质量; Wi 为铁水 质量，下标 i 和 e 分别表示铁水和转炉终点; WCaO为石 灰加入量; WCaF2 为 CaF2加入量; WDL为轻烧白云石加入 量; WSt石灰石加入量． 倒渣后剩余渣量为 WS1 ( 1 － ηD1 ) ，转炉终点时的 渣量为 WS1 ( 1 － ηD1 ) + Wb1，其中 Wb1为第 1 炉脱碳期 新产生渣量，是二元碱度 Ｒ2、［% Si］等的函数． 对于循环中第 2 到 n 炉的渣量，可以用下式进行 计算． 脱磷期结束炉内剩余渣量 WPSn =［WSn － 1 ( 1 － ηDn － 1 ) + Wbn － 1 + WSn］·( 1 － ηDn ) ， 得 WPSn [ = Xn －1 1 － ( FeO%) n －1 ( 1 － ηDn － 1 ) + Wbn －1 ]·( 1 － ηDn ) ． ( 17) 脱碳期结束炉内剩余渣量 WCSn = WPSn + Wbn ． ( 18) 按照倒渣率 45% 计算，循环过程理想状态下，渣 量达到平衡时炉渣渣量控制如图 8 所示． 平衡状态下脱磷期结束炉渣渣量在 15 t 左右，脱 磷期结束倒渣渣量在 7 t 左右，脱碳期结束转炉终渣渣 量在 12 t 左右，本实验采用 100 t 转炉，折合吨钢计算， 整个循环炉次中平均产生渣量 83 kg·t － 1 左右，较常规 工艺 120 kg·t － 1 渣量有大幅度的降低． 图 8 平衡状态下连续循环过程渣量 Fig． 8 Amount of slag produced during the recycling smelting process on the equilibrium state 该工艺随着冶炼炉次进行，前一炉的冶炼会连续 迭代影响下一炉次的冶炼，增大了终点控制的难度，因 此工艺的稳定性需要加强控制． 一是循环炉数的控制 上，根据生产条件控制循环炉数在 7 炉以内，循环结束 倒出全部炉渣，循环结束; 二是利用自动化炼钢模型实 现循环过程动态控制． 脱磷阶段根据上炉终点情况计算炉内炉渣量，结 合铁水、废钢、石灰等条件作为静态计算的数据基础， 并结合钢种要求，计算脱磷阶段需要加入原料、目标温 ·340·