碳饱和铁液与CaO-SiO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣间钒、硅、锰的平衡和含钒铁水分段脱硅—提钒处理的研究

摘自北京科技大学研究生王新华的博士学位论文,导师:林宗彩教授。 本文对CaO-siO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣与碳饱和铁液反应的平衡条件下影响硅钒分离氧化的因素,铁水脱硅保钒处理的反应规律、反应机构,以及脱硅处理后的铁水吹氧提钒处理的反应规律进行了研究。研究表明上述反应平衡条件下,铁水中的钒完全能与硅分离氧化。确定了脱硅处理温度、炉渣组成、反应体系的动力学条件、铁水含硅量、渣碱度等因素对钒的平衡分配比的影响,以及渣中加入CaO、     

碳饱和铁液与CaO-SiO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣间钒、硅、锰的平衡和含钒铁水分段脱硅—提钒处理的研究

摘自北京科技大学研究生王新华的博士学位论文,导师:林宗彩教授。 本文对CaO-siO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣与碳饱和铁液反应的平衡条件下影响硅钒分离氧化的因素,铁水脱硅保钒处理的反应规律、反应机构,以及脱硅处理后的铁水吹氧提钒处理的反应规律进行了研究。研究表明上述反应平衡条件下,铁水中的钒完全能与硅分离氧化。确定了脱硅处理温度、炉渣组成、反应体系的动力学条件、铁水含硅量、渣碱度等因素对钒的平衡分配比的影响,以及渣中加入CaO、     

含钒渣系活度计算模型及应用

为研究转炉提钒的热力学,构建FeO-MgO-MnO-SiO_2-V_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2七元渣系活度计算模型.利用此模型研究了影响钒渣中V_2O_3活度的因素,认为降低提钒终点温度,提高炉渣中的氧化铁含量,有利于降低钒渣中V_2O_3活度,提升转炉提钒的效率.通过活度模型计算得到,在低钒铁水和高钒铁水提钒过程中,碳钒临界转化温度分别为1313℃和1376℃.     

含MnO钛渣中氧化钒还原能力的研究

对配加０－５％ＭｎＯ钛渣中氧化钒的还原能力进行了研究。结果表明：Ｓｉ－Ｖ耦合反应的显平衡常数随渣中ＭｎＯ实始含量增加而增加，随ＴｉＯ２初始含量的增加而减少，随炉渣碱度的升高而升高，但高碱度炉渣会降低显平衡常数值，高人氧化钒带反应没有达到平衡。氧化钒还原受动力学条件控制，还原反应为二级，表观活化能为１７２ｋＪ／ｍｏｌ。还原初期还原速度受渣中Ｖ＾２＋扩散控制，当Ｓｉ－Ｖ耦合反应达到平衡后还原速率受Ｓｉ     

含钒铁水炼钢应用研究

通过含钒铁水在转炉炼钢生产过程研究分析,总结出了含钒铁水冶炼变化规律。钒的氧化特征表明,转炉单渣冶炼条件下钒氧化率为98.9%,钒总收得率为7.7%,钢包渣中钒的收得率约为90.4%,可利用钒渣生产含钒钢。含钒铁水减少了HRB400钢筋钒氮合金消耗,降低了生产成本。     

150T转炉粗氧提钒工艺研究

以150T转炉提钒为研究内容,通过理论分析、现场试验和生产实践,研究了粗氧提钒工艺在150T提钒转炉的应用,通过比较纯氧工艺和粗氧工艺的不同,得到其碳钒选择性氧化温度最佳控制温度在1642K左右,分析了粗氧提钒工艺下铁水中的主要反应和钒渣的主要成分和组成。通过研究粗氧提钒工艺下氮气对转炉提钒的影响,发现粗氧提钒工艺并不会对常规低氮钢种造成影响,粗氧提钒工艺能提高半钢碳含量和钒渣品位,降低半钢温度和半钢余钒。     

低钒铁水提钒试验

根据攀成钢含钒铁水的特点和设备、工艺实际情况,采用转炉双联提钒法,开展了低钒铁水提钒工业试验,生产出成品试验钒渣143.2 t。铁水提钒各项技术经济指标优良,半钢[C]3.23%,[V]0.036%,温度1 395.5℃;钒渣V2O56.71%,TFe34.2%;钒氧化率76%,钒回收率为62.78%。提钒过程钒、碳元素氧化特征表明,提钒主要在吹氧前3 min进行,在4.5 min时结束;脱碳主要在提钒后期进行。     

模拟复吹转炉脱钛预处理的理论和试验

 采用具备顶底复吹功能的500 kg感应炉模拟了转炉预脱钛工艺,分析了钛的氧化反应机理。试验结果表明：终点铁水钛质量分数平均为0.008 2%,脱钛率平均为71.3%。脱钛率随铁水温度升高而降低,随熔池供氧量增加而增加。铁水的终点钛质量分数与终点硅、锰质量分数存在平衡关系,与过程中碳的氧化没有相关性。渣铁间钛分配比为0.6～1.6,随渣中氧化亚铁质量分数的提高而提高,随铁水温度的升高而降低。试验结果和低温下有利于脱钛的理论分析一致。     

含钒铁水同时脱磷提钒成渣过程研究

通过对提钒转炉过程及终点炉渣进行系列分析,研究了提钒脱磷过程成渣过程及磷的赋存形式。研究表明:在提钒转炉生产过程可以加入石灰对铁水进行脱磷,钒和磷的氧化与成渣过程互不影响,但必须加强炉内搅拌能力才能保证磷的有效脱除。     

转炉渣用于铁水预脱磷的工艺实验

 研究了转炉渣剂的组成及相关工艺因素对铁水脱磷率的影响。结果表明：为降低转炉渣的熔化温度以适应铁水预处理温度的要求，转炉渣的CaF2添加量应控制在15%~20%；采用80%的转炉渣和20%的CaF2配制的转炉渣剂对铁水进行脱磷处理时，脱磷率可达到78%左右；另外，转炉渣剂中的P2O5能显著降低铁水脱磷率。     

低钒铁水提钒炼钢工艺分析

阐述了攀成钢公司转炉炼钢厂进行低钒铁水提钒工艺及应用情况。通过对冷却剂加入量、过程温度控制、吹炼时间等工艺参数的有效控制,可以使钒渣品位达到8%以上,半钢[V]在0.050%以下,从而达到钒资源的有效利用。     

环缝式底吹供气元件在铁水提钒中的应用

 为了解决提钒炉熔池搅拌能力不强造成的半钢残钒和炉渣中金属铁高的问题,在提钒转炉的含钒铁水提钒过程中采用环缝式底吹供气元件,设计了适用于铁水提钒的底吹工艺,开展了工业试验研究。通过调研发现,毛细管式透气砖在提钒炉使用过程中存在底吹搅拌强度不高,容易堵塞的问题,因此把毛细管式透气砖改为环缝式供气元件。在此基础上,利用数值模拟计算、冷态模拟试验确定出合适的提钒底吹和顶吹工艺模式,以此制定工业试验方案。数值模拟结果表明,随着底吹供气元件距炉底中心距离的增加,熔池死区面积比例增加,选取底吹元件最佳开孔位置在距离工作层中心0.45D处(D为熔池直径),能获得最佳的熔池搅拌效果。水模试验结果表明,在顶吹流量为11 000～15 400 m3/h条件下,合适的底吹供气强度为0.05～0.08 m3/(t·min)。工业试验结果表明,底吹工艺优化后,半钢中钒质量分数和碳质量分数平均值分别为0.033%和3.35%,分别比工艺优化前钒质量分数降低0.004%,碳质量分数提高0.1%;钒渣中氧化钒质量分数和金属铁质量分数平均值分别为18.99%和22.25%,较工艺优化前氧化钒质量分数增加0.67%,金属铁质量分数降低3%。由此说明工艺优化后,熔池搅拌条件改善,钒氧反应更充分。实践证明,环缝式底吹供气元件具有底吹强度大、维护容易、不易堵塞,安全可靠的特点,适用于提钒转炉铁水提钒工艺。     

150t转炉低钒铁水提钒生产实践

针对承钢特殊铁水条件（wV=0.15%～0.25% ,铁水温度为1280～1380℃）,通过理论分析,采取N2-O2提钒模式,控制转炉提钒各工艺参数,得到合格钒渣和良好的半钢。生产实践表明,解决了对低钒、高温铁水的钒资源提取,取得良好的经济效益。     

Experimental study on slag splashing with modified vanadium slag

Slag splashing is the most effective technology to improve the furnace campaign of converter; however, due to the great difference of composition between the vanadium slag and the steel slag, the technology has not been applied in the vanadium extraction converter. To solve the serious problem of lining erosion in the vanadium extraction converter, in this paper, slag splashing with modified vanadium slag was studied. The results showed that the purpose of adjusting the state of vanadium slag can be achieved through the modification. The modified slag had good slag splashing performance. After slag splashing, the thickness of the furnace was increased by more than 10?mm. The content of CaO in the modified vanadium slag can be controlled less than 3%, and the quality of vanadium slag and semi-steel was not obviously affected. The metallic iron content in the slag was greatly reduced, which was beneficial to reduce the iron loss in the vanadium extraction process.     

提钒转炉溅渣护炉试验研究

溅渣是提高转炉炉龄最有效的技术,但由于钒渣与钢渣成分差异较大,溅渣护炉技术尚未在提钒转炉上得到应用.为解决提钒转炉炉衬侵蚀严重的问题,对改性钒渣溅渣进行了研究.结果表明,通过改性可以达到调整钒渣状态的目的.改性后的钒渣具有良好的溅渣性能,溅渣后炉厚增加10 mm以上.改性钒渣中w(CaO)可控制在3％ 以下,对钒渣和半...     

降低提钒脱硫炼钢钢铁料消耗工艺优化

为了降低炼钢全流程钢铁料消耗,结合西昌钢钒炼钢厂装备及工艺条件,在提钒工序提出低硅质量分数铁水采用石英砂调渣、优化供氧制度等工艺改进措施以降低钒渣TFe的质量分数;在脱硫工序提出优化脱硫剂w(CaO)/w(Mg)质量分数比以减少脱硫渣量及喷溅;在转炉炼钢工序提出优化转炉终点温度和终点碳质量分数以降低转炉渣TFe质量分数。通过工艺改进措施的实施,钒渣TFe质量分数由28.59%下降到26.72%,脱硫铁损的质量分数由2.94%下降到2.63%,转炉渣TFe的质量分数由20.09%下降到19.00%。炼钢全流程钢铁料消耗由2015年12月的1 112.73降低到2016年4月的1 107.55kg/t,达到国内同类型企业中的先进水平,取得了巨大的经济效益。     

转炉冶炼低磷洁净钢的工艺开发和实践

 转炉具备冶炼低磷钢的生产能力,但生产超低磷9Ni钢,转炉脱磷工艺仍然是主要难点和研究重点。分析了钢水温度、炉渣碱度、FeO和渣量等对转炉脱磷的影响规律,并结合现场工装设备条件,对转炉双联法、三渣法、双渣法3种脱磷模式进行试验对比。双联脱磷工艺半钢温降大、单炉周期长、生产组织难度大,三渣法操作过程复杂、终点磷控制优势不明显。双渣法冶炼周期短,通过优化转炉脱磷工艺,实现了采用双渣法冶炼工艺生产超低磷钢,简化了超低磷钢转炉冶炼流程,提高了生产效率。研究了转炉脱磷主要工艺参数,分析得出采用脱碳氧枪喷头时,供氧流量按脱碳吹炼流量的83.5%控制,可达到良好的脱磷效果并减少铁水碳的烧损;脱磷期半钢碳含量不宜控制过低,半钢碳质量分数为3.0%～3.5%时能保证前期的脱磷效果和脱碳期的热量。脱磷期温度控制在1 300～1 350 ℃,脱磷率较高也有利于炉渣熔化。炉渣碱度为1.8～2.2时,可保证较高的脱磷率和化渣效果。一次倒渣量40%以上,脱碳期终点温度按1 590～1 610 ℃控制,终渣FeO质量分数不小于20%,终渣碱度大于6,转炉终点磷质量分数可降低到0.002%以下。采用下渣检测系统和滑板挡渣操作,严格控制下渣量,出钢采用磷含量低的合金,炉后钢水增磷可控制在小于0.000 5%。通过工业试验,实现了铸机成品磷质量分数小于0.002%。     

复吹转炉“留渣 双渣”脱磷工艺试验

摘要：在国内某转炉钢厂采用“留渣 双渣”工艺技术进行脱磷工艺试验。结果表明：随着转炉前期脱磷率不断升高,终点脱磷率不断提高。铁水硅含量对前期脱磷率的影响最大。根据铁水成分,在冶炼前期适当降低供氧强度、降低气固氧比、加入适量石灰及烧结矿,均有利于前期脱磷率的提高。在一倒时每吨钢液加入4~8kg石灰,不影响出钢温度,可提高一倒-终点阶段脱磷率,同时可提高终点脱磷率。从终点的控制效果可知,终点炉渣碱度应保持不小于3.0,炉渣中FeO质量分数在16%~20%,并适当降低终点出钢温度在1610~1630℃,有利于终点脱磷率的提高。通过加强熔池搅拌,促进钢渣反应趋于平衡,有利于终点磷分配比提高,从而可进一步提高终点脱磷率。     

Experiment on dephosphorization process of “remaining slag double slag” in combined blown converter

The dephosphorization process test was carried out in a domestic converter steel plant by using the “remaining slag double slag” process technology. The results show that with the increasing of dephosphorization rate in early stage of converter, the end point dephosphorization rate increases continuously. The silicon content in molten iron has the greatest influence on the dephosphorization rate in early stage. According to the composition of molten iron, properly reducing the oxygen supply intensity, reducing the gas solid oxygen ratio，adding an appropriate amount of lime and sinter in early stage of smelting are conducive to the improvement of dephosphorization rate in early stage. Adding lime of 4-8kg per ton of molten steel in the first turn down stage does not affect the tapping temperature, which can improve the dephosphorization rate in the first turn down to end point stage and the end point dephosphorization rate at the same time. From the control effect of the end point, the alkalinity of the end point slag should not be less than 3.0, the mass fraction of FeO in the slag should be 16%-20%, and the end point tapping temperature should be appropriately reduced to 1610-1630℃, which is conducive to the improvement of the end point dephosphorization rate. By strengthening of the stirring of molten pool and promoting the balance of the steel slag reaction, it is conducive to improvement of the end point phosphorus distribution ratio, so as to further improve the end point dephosphorization rate.     

含钛铁水转炉冶炼及其预脱钛行为研究

基于河钢集团唐钢公司150 t转炉含钛铁水冶炼实绩,采用冶金热力学分析和现场试验相结合的方法,研究了含钛铁水转炉造渣冶炼及其预处理喷氮预脱钛行为。研究结果表明:铁水钛的质量分数在0.12%以下时,转炉采用单渣法冶炼,可控制喷溅。向含钛铁水中喷吹氮气,促使氮化钛类物质析出,从而降低铁水钛含量的方法可行。铁水氮含量越高、温度越低,越有利于铁水脱钛反应的进行。平衡条件下,铁水温度和钛的质量分数分别控制在1573 K和0.12%时,铁水中平衡溶解氮的质量分数在13×10-6;铁水预处理喷氮气预脱钛,其脱钛率在20%左右。