应用COMI炼钢工艺控制转炉脱磷基础研究

 基于转炉炼钢过程脱磷的热力学分析和计算,以控制转炉冶炼过程脱磷期温度为出发点,提出一种利用CO2气体代替部分O2进行吹炼的转炉炼钢新工艺,即COMI炼钢工艺。研究发现：COMI炼钢工艺能有效控制转炉熔池温度,降低半钢和一倒钢液磷含量,同时可有效减少炉渣铁损,为转炉高效脱磷提供了一种新思路。     

微波加热场中钢渣的还原脱磷行为

 在微波加热场条件下,对钢渣进行还原脱磷行为研究。结果表明：钢渣的吸波性能良好,不同组成钢渣在微波场中均具有较好的脱磷效果,脱磷率可达到51.35%～81.16%。碳当量和温度对脱磷的影响最显著,碳当量一般选择3～4倍较好。综合考虑影响脱磷效果的各种因素,确定微波处理钢渣脱磷的最佳工艺参数。     

复吹转炉双渣吹炼脱磷试验

 通过现场试验,研究了在同一转炉内进行前期脱磷倒渣后,中后期少渣脱碳以冶炼超低磷钢的工艺,即复吹转炉双渣吹炼脱磷工艺。结果表明：在铁水磷质量分数为0.11%～0.14%条件下,半钢和终点渣碱度控制在20～2.3和3.6～3.8,TFe质量分数控制在14%～16%和16%～18%,半钢倒渣量40%～60%,可以使转炉终点磷质量分数控制在0.007%以下。     

转炉脱磷及熔池氧化特性

为了改善脱磷,在实验室和工业转炉的基础上开展了一些试验.结果表明,在顶底吹条件下,搅拌强度、碳磷氧化反应转化温度、金属液碳含量和炉渣成分对脱磷有明显影响.用试验数据建立了一个包括碳含量和搅拌因素在内的磷分配比公式,并验证了一个脱磷反应速率方程.在考察熔池氧化性的同时,提出了一个支配铁氧化的吹炼指数来调整氧在炉渣和金属液之间的分配.在实际操作中,通过控制顶底吹条件和炉渣成分使脱磷和熔池中铁的过氧化均获得改善.

     

Research on Top and Bottom Mixed Blowing CO2 in Converter Steelmaking Process

Based on the analysis of reaction mechanism between CO₂ and molten pool elements at the steelmaking temperature, and on the calculation of materials and heat balance during converter steelmaking process with blowing CO₂, a new technology which uses CO₂‐O₂ as top gas and CO₂ as bottom gas in a converter was proposed and experimented in a 30 t converter. It is found that the new technology is feasible absolutely, the amounts of smoke dust and T‐Fe are reduced by 11.15% and 12.98% on average, the contents of nitrogen and phosphorus are decreased by 50% and 23.33% respectively, iron loss of slag is lowered by 3.10% and oxygen consumption is reduced remarkably. This research will provide a new blowing method for BOF steelmaking process, which can save steelmaking energy consumption and reduce smelting cost.     

高磷鲕状赤铁矿直接还原法脱磷技术的试验研究

为了经济、合理地利用高磷赤铁矿资源,在掌握试验用高磷鲕状赤铁矿理化特性和微观特性的基础上,采用直接还原法进行了固态直接还原+高强度磁选和直接生产珠铁2种工艺的试验研究。试验结果表明,高温度、低碱度以及高配碳量有利于铁矿石中磷灰石还原进入铁水中,不利于磷的脱除;通过工艺参数的优化,采用固态还原焙烧-磁选工艺,高磷赤铁矿脱磷率能达到60%以上,而采用珠铁工艺,其脱磷率能够达到80%以上。为合理高效地处理高磷鲕状赤铁矿奠定理论基础和技术依据。     

CO2在炼钢工艺的应用及发展

钢铁生产过程CO2排放占工业CO2排放量的16%左右。如何降低CO2排放并使CO2进行资源化利用是钢铁工作者关心的重要问题。以CO2在炼钢过程中的资源化利用为出发点,分析了国内外CO2作为炼钢过程的搅拌气源、反应介质及保护气源的应用情况,并介绍了笔者在炼钢应用CO2方面所做的前期研究工作的进展。     

返回转炉钢渣对铁水脱硅、脱磷的影响

在实验室条件下，模拟转炉钢渣的组成，利用CaO-SiO2-Fe2O3-MnO2-MgO-P2O5-Al2O3-CaF2系熔剂对铁水进行预处理，研究了转炉钢渣组成和渣中添加BaO对铁水脱硅和脱磷的影响。结果表明，通过控制转炉钢渣的组成可获得约75％的脱硅率和80％左右的脱磷率。脱硅过程伴随有铁水的回磷反应。随Fe2O3含量增加，回磷率提高，最大回磷率可达22．5％。此外，分析了铁水回磷原因和防止回磷的，发现使用添加BaO的转炉钢渣对脱硅后的铁水进行脱磷处理，当BaO添加量控制在15％－20％范围内时，可明显提高铁水的脱磷率。     

转炉预直炼法脱磷期亚音速顶吹的物理模拟

在1∶6物理模型上,通过水模型实验,对梅钢复吹转炉亚音速喷吹条件下的熔池搅拌情况进行了研究。结果表明,亚音速喷吹条件下的熔池均混时间明显长于超音速的。在亚音速喷吹条件下降低枪位、增加顶底吹气体流量可降低均混时间;A2底吹为本实验最佳布置方式,A6为适合预直炼的布置方式。     

炼钢尾渣在260t转炉的应用实践

介绍了鞍钢炼钢尾渣在260 t转炉的利用现状,研究了尾渣的特性和尾渣对转炉脱磷效果、终点氧化性、炉衬侵蚀及溅渣护炉的影响,拓展了尾渣的使用途径。实践结果表明,炼钢尾渣在转炉应用,提高了转炉化渣效果,降低了熔剂消耗,提高了脱磷效率。     

高热装铁水比冶炼工艺的优化

 针对电弧炉炼钢过程中石灰消耗较高、炉渣中FeO含量过高的问题,研究了温度、炉渣成分、渣量、流渣时机对脱磷的影响以及终点碳含量、炉渣的碱度、吹氧强度对终点渣中FeO含量的影响,并对吹氧制度、造渣制度进行了优化。工业应用表明：石灰的消耗从每吨铁34. 3kg降到25. 2kg,氧气的消耗从每吨铁48. 2m3降到42. 5m3,终渣中w(FeO)从33. 4%降到25. 1%,终点w［C］从0. 07%提高到0. 15%。     

Removal of Phosphorus From High Phosphorus Iron Ores by Selective HCl Leaching Method

  The selective HCl leaching method was used to remove phosphorus from high phosphorus iron ores. The hydroxyapatite in high phosphorus iron ores was converted into soluble phosphate during the process of HCl leaching. The effects of reaction time, particle size, hydrochloric acid concentration, reaction temperature, liquid solid ratio and stirring strength on the dephosphorization ratio were studied. The results showed that the dephosphorization ratio can exceed 98% under the conditions of reaction time 30-45 min, particle size ＜0147 mm, hydrochloric acid concentration 25 mol/L, reaction temperature 25 ℃, liquid solid ratio 5∶1 and stirring strength 502-1276 s-1. After dephosphorization reaction, the content of phosphorus in iron ore complied completely with the requirements of steel production.     

基于转炉CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系脱磷行为

 基于CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系,从热力学角度对渣钢界面的脱磷行为进行分析,归纳出磷分配比与钢液温度、碳质量分数以及炉渣成分间的表达式,并在此基础上绘制出了CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系的等磷分配比线,同时分析了转炉终渣氧化性、碱度以及温度对磷分配比的影响情况。研究结果表明,转炉吹炼过程磷分配比是钢液温度、碳质量分数和炉渣成分的函数,通过与实际生产数据进行验证,发现其与实际结果吻合良好。基于该预测公式,在其他条件不变情况下,随着炉渣FeO质量分数增加,磷分配比[LP]先增加后减小,当终渣FeO质量分数为18%左右时达到最大值;随着终渣碱度的增加,渣钢间磷分配比增加,当终渣超过4.0时,磷分配比增加不再明显。     

转炉冶炼高碳钢工艺分析

为了解决转炉冶炼高碳钢去磷、保碳、提温三者难以同时实现的问题，在生产过程中，优化工艺，总结出了“双控双调”的操作方法，取得了良好的效果：留碳命中率高，磷的控制稳定，使高碳钢冶炼合格率从原来的63．6％提高到84．7％。     

脱磷转炉内成渣路线的理论研究

以CaO-SiO2-FeO三元渣系为基，利用正规溶液模型计算了不同碱度、炉渣组分对于脱磷转炉内磷分配比和终点磷含量的影响规律；同时，采用Factsage软件计算了不同脱磷渣系的液相线温度，考察了添加不同炉渣组元对于渣系液相线温度的影响规律。综合理论计算结果，得到脱磷转炉适宜的成渣路线为铁质成渣路线，脱磷初渣成分为15%CaO-44%SiO2-41%FeO，中期渣成分为53%CaO-25.5%SiO2-21.5%FeO,后期固磷渣成分为63.6%CaO-30.3%SiO2-6.1%FeO。可为脱磷转炉的生产操作提供参考。     

转炉多功能精炼法的脱磷过程控制

使用转炉多功能精炼法解决了福建三钢低铁水比脱磷率低的问题.将热力学计算与现场试验相结合,确定了该法的脱磷期控制温度范围.分析不同吹炼期影响脱磷反应的相关因素,确定了合适的炉渣碱度及(FeO)含量.控制结果表明,此法与常规冶炼工艺相比,不仅保证出钢磷含量满足了品种钢的要求,而且在钢水质量提高的同时大大降低了生产成本.     

转炉双渣脱磷一次倒渣温度研究

 为实现复吹转炉双渣吹炼一次倒渣的高效脱磷,从脱磷热力学角度分析计算了一次倒渣的理论指导温度,提出了一次倒渣温度控制新模式。通过现场试验,研究了不同一倒温度控制下的脱磷情况。结果表明,将一次倒渣温度由1348℃提高到1427℃时,转炉一次倒渣半钢磷质量分数降低0.034%,脱磷率提高28%,磷分配比提高28,实现了半钢磷质量分数脱至0.025%,一次倒渣脱磷率达79%和渣金间磷分配比为61的脱磷效果。     

炼钢流程硫含量经济性控制实践

分析了鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司炼钢各流程的脱硫能力,得出结论,炼钢流程硫含量经济性控制主要是控制铁水预脱硫和LF脱硫的成本。铁水预脱硫的目标值优化后脱硫成本降低0.8元/t铁,LF精炼炉的工艺优化后吨钢脱硫成本降低3.6元/t钢。