含铌铁水预处理脱硅保铌的研究

 为防止铁水预处理脱硅过程中脱铌,通过中频感应电炉底吹氧气冶炼含铌铁水,研究了铁水预处理吹氧过程中不加渣和加入造渣剂吹炼过程中脱硅保铌的行为及铁水中各元素含量的变化规律。试验结果表明：在铁水温度1623K加入碱度为4的CaO-SiO2-CaF2的造渣剂、供氧强度为0. 5m3/(t·min)时吹氧冶炼,铁水中的硅含量降低到0. 012%(质量分数,下同)时,铌才开始氧化,脱硫率为83%,磷含量不变;在相同的温度和供氧强度,不加造渣剂吹炼时,铁水中的硅降低至0. 16%时,铌开始氧化,硫和磷含量不变;有渣吹炼脱硅保铌终点硅含量是无渣吹炼脱硅保铌终点硅含量的10%,显著脱硫。     

含铌铁水直接冶炼含铌微合金钢的试验

 含铌铁水通过脱碳保铌探索作为合金化元素回收铁水中铌并直接冶炼为含铌微合金钢的方法。试验在真空碳管炉内进行,铁水温度为1 500 ℃,氧化剂为Fe2O3,真空度为10 Pa,分别进行有SiO2-CaO-Al2O3系造渣剂、无渣真空氧化冶炼研究。结果表明：在无渣条件下,加入Fe2O3铁水中硅、铌和碳同时氧化,不能脱碳保铌;加入造渣剂时,造渣剂的碱度越低,铁水中的硅氧化量越低,碳氧化量越高,碳质量分数最低下降到0.032%,铌质量分数最低值从0.09%下降到0.082%;碱度越高,铁水中硅氧化量越高,铌的氧化量也越高;真空氧化冶炼能够促进碳氧化,减少硅的氧化,抑止铌氧化。在50 kg级真空感应电炉内成功进行了回收铁水中铌直接冶炼为含铌钢试验,为回收含铌铁水中的铌提供新方法,也为工业化直接冶炼含铌钢提供试验依据。     

含铌铁水底吹氧气脱碳保铌的研究

通过中频炉底吹氧气冶炼含铌铁水,在1 350、1 475、1 515℃,加入Si O2-Ca O-Ca F2造渣剂或在无渣条件下研究了铁水中碳、硅和铌的氧化规律。结果表明,底吹氧气在1 350℃时加入碱性造渣剂或不加造渣剂时铁水中硅的氧化率为97%,碳的氧化率为20%,而在1 475℃吹炼时硅的氧化率为15%,碳的氧化率为84%;铁水中硅的质量分数下降到0.1%,铌含量不变;在1 515℃,加入酸性Si O2-Ca O-Ca F2造渣剂高温底吹氧气冶炼时铁水中的碳质量分数下降至0.66%,实现了脱碳保铌。     

含铌铁水脱硅试验

为从含铌铁水中提铌,降低铁水中硅含量以获得高品质的铌渣,实现铌资源的综合利用。采用100 kW中频感应炉进行底吹氧气冶炼含铌铁水试验,研究含铌铁水在脱硅过程中硅、铌选择性氧化规律。结果表明:铁水温度在1 350℃,造渣剂碱度为1.5,反应结束后铁水中硅、铌的氧化分别为75.8%、21.4%;而温度在1 350℃,造渣剂碱度为4.6,反应后铁水中硅和铌的氧化率分别为:94.0%,5.9%,但高碱度炉渣抑制了锰元素的去除,造成铁水中锰含量较高,降低后续工艺中提铌所得铌渣的品位。在铁水温度为1 350℃,炉渣碱度w(CaO)/w(SiO2)为1.5时,脱硅的限度为0.15%。     

含铌铁水中碳和硅的氧化规律

 为了研究铌在铁水吹氧冶炼过程中的氧化规律，在中频炉内进行了加入碱度分别为0.538和1.5的CaO-SiO2-Al2O3系造渣剂和不加渣的含铌铁水底吹氧气的冶炼试验。铁水温度为1 550 ℃时，研究了含铌铁水中硅、碳和铌的氧化规律，并利用FactSage软件进行了不同温度与不同碱度的造渣剂和无渣氧化铁水中各元素的热力学平衡计算。结果表明，高温吹炼使铁水中的碳优先于铁水中的硅氧化，而低温吹炼则促进铁水中硅优先于碳氧化；降低造渣剂碱度促进铁水中碳氧化、抑制硅氧化，碳和硅的氧化转化温度为1 490 ℃；在吹氧冶炼终点，加入碱度为1.5的造渣剂，铁水中硅质量分数下降到0.138%时，铌开始氧化减少，而加入碱度为0.538的造渣剂，铁水中碳质量分数下降到0.61%，硅质量分数升高到0.56%，铌质量分数不变，因此含铌铁水可通过加入低碱度造渣剂高温吹氧冶炼为含铌钢水。     

转炉粉尘用于研制铁水脱磷剂

转炉炼钢产生大量的粉尘,严重污染环境,各国均在努力寻求粉尘的处理方法.在一定的工艺条件的基础上,研究了粉尘脱磷剂内在组分对铁水脱磷的影响,分析了各组分对铁水脱磷的影响规律.结果表明:氧化铁皮作氧化剂脱磷效果仅次于Fe2 O3试剂,脱磷率分别为84.78％和84.32％,Na2CO3和BaO作固定剂效果均比CaO好;使用质量分数为4％CaF2+6％Na2 CO3作助熔剂可使脱磷率达到89.13％;控制铁水初始硅的质量分数在0.09％～0.15％可以提高铁水脱磷率;脱磷剂中的P2O5会显著降低脱磷剂脱磷率.因此,使用粉尘研制的脱磷剂可在氧化剂、固定剂和助熔剂方面进行优化,同时控制铁水初始硅含量和减少粉尘带入的P2O5含量,可提高脱磷剂脱磷能力.     

铬铁合金氧化脱磷的热力学分析计算

通过热力学分析方法,结合相关热力学数据,从去磷保铬保碳的角度,对铬铁合金氧化脱磷的反应过程进行了分析计算。计算结果表明,BaO基高碱性渣更适合于铬铁合金的氧化脱磷,另外,加入适量的Cr2O3,可以更好的控制体系中的氧势值,提高初始碳含量、降低初始温度,有利于铬铁合金氧化脱磷,从而为铬铁合金的冶炼提供理论依据。     

包钢铁水提铌工艺研究

包钢高炉生产的铁水含铌约0.08％,锰约1％,积存的废平炉渣也含铌、锰.通过试验研究发展了一种用小高炉-转炉将平炉渣的铌和锰加以富集的方法,以及从包钢铁水直接提取铌锰渣的各种方法.结果证明,不论用顶吹、侧吹或底吹转炉,只要将吹炼温度保持在1350°C左右,铁水中铌和锰均至少80％都被氧化,形成一种实际上可看作是含铌人造锰矿的铌锰渣,可用以炼制适于生产含铌高强度低合金钢的铌锰铁.为了降低铌锰渣的磷含量,从而简化下步工序,用底吹转炉比侧吹或顶吹都较为有利.为了同一目的,同时也提高渣中铌和锰的品位和转炉炉衬的寿命,可采用中性炉衬,如高铝砖.试验了从铁水提铌锰的连续操作工艺,发现它有许多潜在优点.     

包钢铁水提铌工艺研究

包钢高炉生产的铁水含铌约O.08％,锰约1％,积存的废平炉渣也含铌、锰。通过试验研究发展了一种用小高炉一转炉将平炉渣的铌和锰加以富集的方法,以及从包钢铁水直接提取铌锰渣的各种方法。结果证明,不论用顶吹、侧吹或底吹转炉,只要将吹炼温度保持在1350℃左右,铁水中铌和锰均至少80％都被氧化,形成一种实际上可看作是含铌人造锰矿的铌锰渣,可用以炼制适于生产含铌高强度低合金钢的铌锰铁。为了降低铌锰渣的磷含量,从而简化下步工序,用底吹转炉比侧吹或顶吹都较为有利。为了同一目的,同时也提高渣中铌和锰的品位和转炉炉衬的寿命,可采用中性炉衬一如高铝砖。试验了从铁水提铌锰渣的连续操作工艺,发现它有许多潜在优点。     

含铌钢液使用CaC_2还原脱磷的试验研究

利用CaC2-CaF2对含铌钢液在碳管炉中进行了还原脱磷试验,钢液的碳含量wC=0.5%~1.9%,温度为1 550℃。研究了脱磷剂加入方式和加入量、铁水的含碳量、坩埚材质对脱磷率的影响。为了获得好的动力学条件,根据CaC2分解的特点,采用了将脱磷剂装入钢管后,喂入钢液进行还原脱磷反应的方法。试验结果表明:钢液wC=0.5%时,脱磷剂喂入法最终脱磷率为41%;钢液wC=1.9%时,脱磷剂喂入法最终脱磷率为25%,随着钢液含碳量的升高,脱磷率逐渐降低;脱磷剂采用顶加法时脱磷率均在10%以内,脱磷剂采用喂入法时脱磷效果远优于顶加法的脱磷效果;刚玉坩埚易受CaC2侵蚀,不适宜用于CaC2还原脱磷。MgO坩埚是进行还原脱磷反应的理想容器;在脱磷过程中合金元素铌不发生变化。     

Thermodynamic Analysis and Experimental Study on Reaction of CO2 Gas with Hot Metal

The reaction of CO_2 gas with hot metal was investigated based on the thermodynamic analysis and experimental results.It shows that both silicon and carbon in hot metal can be oxidized by CO_2 gas in the temperature range of 1 300-1 500 ℃.When using graphite crucible,temperature has little influence on final mass percent of carbon w[C]because of the carburization effect.Decarburization degree rises significantly with increasing gas injection rate and w[C]can be reduced to 3.2% at most when using MgO crucible.Lower temperature or higher gas injection rate is propitious to promote desilication reaction,but only 5%-10% of desilication ratio could be obtained in 20 min.The final mass percent of silicon w[Si]when using MgO crucible is lower than that when using graphite crucible.Experimental results also demonstrate that CO_2 injection has no effect on the concentration of manganese,sulfur and phosphorus in hot metal.In view of the weak oxidation ability and temperature drop of hot metal,CO_2 gas is suggested to be used as carrier gas in desilication process rather than oxidizing agent.     

60t电弧炉冶炼GCr15轴承钢终点碳精确控制工艺实践

分析了石钢60t电弧炉超音速集速氧枪在冶炼GCr15轴承钢过程中存在的工艺技术问题,通过改进电弧炉高碳低氧出钢操作、终点碳精确控制等工艺,按照出钢时钢中碳含量的要求,根据入炉废钢和铁水成分,控制超音速集速氧枪的吹炼参数,合理使用炉门氧枪和采用相应的炉渣碱度,使热装铁水比在35%-45%、电弧炉终点[C]≥0.12%的炉次比≥93%,轴承钢的氧含量从的9×10 ^-6降低到6.7×10^-6。     

不锈钢喷粉吹氧法铁水脱磷工艺

为了满足生产超低磷钢的预脱磷要求,对不锈钢铁水脱磷工艺进行介绍。在45 t钢包中进行石灰喷粉+吹氧的工业试验,结果表明,在铁水脱硅期达到预期效果(铁水w([Si])≤0.1%)后,铁水脱磷期可实现平均脱磷率大于88%。根据试验数据,分别回归出脱硅期和脱磷期的脱磷率、磷分配比的计算公式。通过添加萤石能够获得较好的铁水脱磷效果,随着铁水硅含量变化,铁水温度、吨钢耗氧量、石灰消耗量、炉渣碱度的增加,铁水的脱磷率明显增加。炉渣w((TFe))的增加对铁水脱磷率的影响不显著。研究认为,目前采用的石灰喷粉+吹氧冶炼进行铁水脱磷处理是行之有效的不锈钢铁水脱磷方法。     

非脱磷铁水在210t转炉高拉碳法冶炼高碳钢的生产工艺研究及实践

采用前期双渣法、高拉补吹法在210 t转炉上开展了高拉碳法冶炼高碳钢的大工业试验,出钢碳质量分数为0.04%~0.07%。对于非脱磷铁水冶炼高碳钢,脱磷是高碳出钢的关键环节。试验结果表明:前期双渣法5 min内可将铁水中磷的质量分数由0.078%~0.094%降至0.027%~0.038%;高拉补吹法在碳的质量分数为0.8%~1.1%时拉碳,钢水中磷的质量分数为0.014%~0.023%;这2种方法出钢钢水磷含量低,出钢后钢水回磷少,可以实现出钢时碳的质量分数为0.4%~0.7%,满足成品磷的质量分数小于0.015%。高碳条件下炉渣的高氧化性利于钢中磷的去除,实现高碳出钢。高拉碳法工业应用后,高碳钢平均出钢碳的质量分数由原来的0.22%提高到0.40%左右,钢中全氧的质量分数平均降低1.6×10-6,氮的质量分数平均降低5.1×10-6。     

苏打脱磷剂冲罐法铁水脱磷

 为研究铁水冲罐法对铁水预处理脱磷效果的影响,向放有一定量苏打的铁水罐中倒入铁水进行铁水脱磷工业试验研究。考察了铁水中Si、Ti浓度、铁水温度以及苏打添加量对脱磷率的影响,并比较了钙系脱磷剂与苏打的脱磷效果。结果表明：铁水中低的硅、钛浓度、低温以及适当的苏打消耗量有助于脱磷;与钙系脱磷剂只有一定的脱磷能力相比,苏打有较强的脱磷和脱硫能力;同时考察了氧气对苏打脱磷效果的影响,向铁水表面喷吹氧气可以减少铁水温降,为铁水的二次预处理提供温降空间,采用苏打铁水二次脱磷后,得到了w［P］＜0.010%的铁水;还考察了苏打脱磷过程中w［Cr］、w［V］和w［C］的变化,铁水中铬浓度几乎不变,钒几乎全部被氧化进入渣中,而碳浓度大约减小了0.2%(质量分数,下同)。     

120t转炉高磷铁水冶炼高碳低磷钢生产实践

针对莱钢用高磷铁水冶炼高碳低磷钢容易出现终点碳过低和终点磷超标的问题,通过将脱磷渣碱度控制在1.5左右,实行双渣留渣工艺,提高前期底吹强度改善动力学条件,使用无氟化渣剂和增上滑板挡渣优化挡渣效果等措施,实现了高磷铁水冶炼低磷钢的高效生产。其中,终点磷质量分数可稳定控制在0.010%以下,脱磷率由89.80%提高到94.67%,终点碳质量分数控制在0.15%以上,钢水氧化性降低,钢包渣厚降低了40mm,精炼成白渣时间减少,满足了高碳低磷钢洁净度的要求,取得了良好的经济效益。     

Mobility activation energy of Nb and C in metallic niobium and its carbides

Conclusions The diffusion processes of niobium and carbon in metallic niobium and its carbides were studied. It is shown that the activation energy of the diffusion process of niobium in carbide is 35% lower than in metal, while the activation energy of the diffusion process of carbon is about the same in metals and in carbides of various composition.     

Application of Wood Char in Processing Oolitic High-phosphorus Hematite for Phosphorus Removal

Phosphorus removal from oolitic high-phosphorus hematite using direct reduction followed by melting sep-aration was investigated.At the direct reduction stage,highly volatile wood char was prepared by carbonizing j uj ube wood at 673 K for 2 h and was used as reducing agent.The results of the direct reduction tests show that at a tem-perature of 1 373 K,a char mixing ratio of 0?8,and a reduction time of 10-25 min,the briquettes reached a metal-lization degree of 80%-84% and a residual carbon content of 0?13-1?98 mass%.Phosphorus remained in the gangue as calcium phosphate after reduction.The results of the melting separation tests show that residual carbon in reduced briquette negatively affects the phosphorus content (w[P])in hot metal.When the reduced briquettes ob-tained under the aforementioned conditions were used for melting separation,hot metal suitable for basic oxygen steelmaking (w[P]<0?4 mass%)could not be obtained from metallic briquettes with a residual carbon content more than 1?0 mass%.In contrast,it could be obtained from metallic briquettes with residual carbon content less than 0?35 mass% by mixing with 2%-4% Na2 CO3 .