纯氧顶吹法冶炼高磷生铁

本书是中国科学院化工冶金研究所关于纯氧顶吹法冶炼高磷生铁的研究报告，文件名标注1960年，OCR未载出版者及版次。提要说明，利用纯氧顶吹法冶炼含磷2—4%的高磷生铁，在技术上及经济上都有极为重大的意义；在300公斤炉子上的研究结果表明，当操作熟练掌握后，钢成分可以达到稳定合格（[P]≤0.05%，一般为0.02～0.03%，[S]≤0.05%，[N]≤0.002～0.006%）；用合成渣及石灰喷吹造渣时，钢成分有显著改善，磷、硫及氮均显著降低，吹炼时间也大大缩短；前期渣中（P₂O₅）可达25～30%以上，渣中（P₂O₅）可溶性为80～95%；喷溅也能够避免；钢水收率约达80～85%，根据小炉结果、理论计算及国外资料，在大炉上回收可达90%左右，锭收率86%。最后分析影响去磷、去硫、喷溅等的有关因素，并提出冶金肥料联合企业的概略建议流程。目录包括提要、一引言、二实验方案和结果、三几个问题的讨论（Ⅰ去磷、Ⅱ炉渣性能、Ⅲ喷溅、Ⅳ去硫、Ⅴ收率和热的问题）、四新的冶金肥料综合企业的概略建议流程、参考文献。引言指出，纯氧顶吹转炉炼钢法是高速度发展钢铁工业的重要技术道路之一，其特点是钢质量好、生产率高、投资少、建厂快、耐火材料省、成本低；我国缺少硫酸，水法大量增产磷肥有困难，须大量发展火法，如能在迅速发展钢铁工业同时副产磷肥，对冶金及农业都有重大作用。引言还回顾国外研究：德国1952年前已有研究，F.A. Springorum及H. Hellbrug等早期研究存在末期钢中含磷偏高缺点；1957年H. Kosmider采用间接氧化方法，当[C]=0.94%时[P]由1.6%降到0.01%，但延长冶炼时间、降低生产率，渣中铁含量过高；奥地利Linz工厂在30吨炉子上进行含磷0.5%、0.8～1.0%、1.0～1.32%的冶炼研究，证明吹炼时间稍延长即可吹炼出质量与平炉完全相同的钢，但渣中（P₂O₅）浓度大都在7～10%左右且含萤石，肥效较差；1956年苏联在新土拉7吨炉子上吹炼高磷生铁，吹炼时间大都10—18分钟，成品含磷0.03—0.08%，渣中（P₂O₅）已达托马斯炉渣水平（14～17%），但仍有进一步提高可能；近二三年法国及比利时发展氧气石灰粉末法，经IRSID 300公斤小炉及3吨、12吨、26吨炉子试验证明有很大优越性，但要增加设备、改变操作方式，尚未广泛采用；卡度法（KALDO）及回转炉法钢质量佳、收率好，但生产率低、回转设备复杂、炉衬寿命较低。实验方案在300公斤实验炉上进行，采用三种方案：连续加入块状石灰双渣留渣操作法、用合成渣造渣的双渣留渣操作法、石灰粉末喷吹双渣留渣操作法。冶炼高磷生铁分两类：Ⅰ类C 3～3.5%、Mn 0.4～0.5%、Si≤0.5%、P约2%、S 0.08～0.1%；Ⅱ类C 2.6～2.8%、Mn 0.4～0.5%、Si≤0.5%、P约4%、S约0.1%。文中列脱氧前钢中含磷量、扒出高磷渣中（P₂O₅）含量、纯吹氧时间等表，并指出钢中氮含量根据25炉分析数据约55%波动在0.0025～0.004%之间，平均0.003%。讨论部分分析去磷的降磷降碳相对速度、保证早期去磷速度、正确冷却制度、生铁含硅量及渣中SiO₂影响、温度对去磷影响，指出要得到含磷低于0.05%的钢，出钢温度应低于1585～1600℃；炉渣性能部分讨论高磷炉渣含P₂O₅高达25～30%、双渣操作、CaO-FeO-P₂O₅三元相图、碱度及可溶性，列各组分可溶性表，指出淬火后可溶性大体升高，粒度减小可提高可溶性；喷溅部分指出降低生铁含硅量可避免喷溅；去硫部分指出炉气去硫占总去硫率60～80%，炉渣去硫率差不多相当于造渣石灰带入硫量，总去硫率50—70%；收率和热部分指出磷是发热量高的元素，可副产磷肥并以碳作发热剂在转炉中熔炼大量废钢，列热平衡表及不同送风制度下过剩热图，估计大炉冶炼钢水回收率可达90%以上，锭收率86%。第四部分提出新的冶金肥料综合企业概略建议流程：氧气炼钢与氧气站建立不可分割，如将氧气站氮气加工成氮肥，不改变炼焦、炼铁、炼钢过程，只添加不多设备，即可副产大量氮肥和磷肥；例如年产100万吨钢锭的钢厂可副产150,000吨优质磷肥及150,000吨合成氨，所用生铁总共不过100万吨；如将焦炉煤气中CH₄转化为氢，氨产量可增加一倍以上；有外来废钢则每产100万吨钢锭所用铁水可降至80到90万吨。本书反映了20世纪60年代初中国纯氧顶吹炼钢与高磷生铁综合利用研究状况，对了解当时冶金技术路线、高磷铁矿资源利用及冶金肥料联合企业设想具有参考价值。本次仅见前11页，后续内容待补。