焦炭还原转炉熔渣气化脱磷研究

为解决炉渣中磷含量过高而不能直接转炉内循环利用的问题,通过实验室进行了相关热态试验,系统研究了不同温度、碱度、FeO含量、氮气流量对气化脱磷率的影响规律。试验结果表明:气化脱磷率随着温度和氮气流量的增加而逐渐升高,当温度和氮气流量分别控制在1 923 K和0.45 m~3/h时,气化脱磷率分别可达76.26%和64.57%;气化脱磷率随着碱度的降低而逐渐增加,当碱度控制为1.8时气化脱磷率可以达70.35%;FeO含量在16%～32%范围变化时,气化脱磷率随着FeO含量的增加先升高后降低,FeO含量为24%时气化脱磷率最高可以达到66.75%。为实现气化脱磷率在60%以上,应控制分别控制温度、碱度、FeO含量以及氮气流量分别为1 873 K、1.8、24%和0.45 m~3/h。     

石灰石在转炉中与铁水相互作用研究

根据热力学基础理论研究了CO2-CO气体与Fe—C—Si—Mn体系之间反应以及铁水中[C]对Ca-CO3分解温度的影响．结果表明,在气氛组成变化很宽的范围内,CO2与[C]、[Si]、[Mn]、Fe（1）反应的AG小于零,石灰石分解产生的部分CO：可以替代氧气参与熔池的氧化．气氛组成影响CO：对铁水中元素的氧化顺序．CO：浓度高CO浓度低时,CO2优先氧化[C];CO2浓度低CO浓度高时,CO2优先氧化[Si]．在w[C]=2％～4．5％的范围内,石灰石分解温度T与w[C]％的关系为T=2．40w[C]2%-35．91w[C]%＋1129．1．将石灰石煅烧过程从传统石灰窑中转移到转炉可显著降低石灰石分解温度．CaCO3的分解反应和CO2对熔池的氧化反应互相促进,有利于石灰石的分解和铁水中杂质元素的氧化去除．     

转炉渣微区CaO-SiO2-FeO氧化物分布特性研究

采用扫描电镜的背散射电子成像(BSE)和X射线能谱分析,对转炉双渣操作工艺下的前期渣和终渣进行物相分析和元素分布特征分析,研究表明:在炉渣微观区域内,Ca元素与Si元素相互附着存在,而Fe元素赋存在Ca元素和Si元素含量较少的区域,P元素大多出现在Ca、Si元素含量较多区域.炉渣微区内随着CaO含量增大,微区中SiO2含量呈增加趋势;炉渣微区内随着CaO含量增加,aCaO活度增加,而微区aFeO活度先增加后降低.随着FeO含量较大,SiO2摩尔分数和活度系数均有所降低,微区中SiO2含量呈逐渐降低的趋势.     

CO2在钢铁工业资源利用现状

钢铁生产过程CO₂的资源利用问题将对我国CO₂减排任务的完成起到重要作用.以CO₂在钢铁工业中的资源化利用为出发点,分析了国内外CO₂气体作为反应气体、搅拌气体及保护气体等在钢铁生产过程中的应用现状. CO₂用作反应气体主要应用在BOF转炉炼钢、不锈钢生产及钢渣碳酸化处理;CO₂用作搅拌气体主要应用于转炉底吹、钢包搅拌及LF炉精炼;CO₂用作保护气主要应用在出钢、中间包及连铸等工序.利用CO₂用于钢铁生产具有成本低、热力学条件好、密度大、搅拌能力强及实现CO₂资源利用等优点,CO₂喷吹之后反应体系中CO₂的利用率需进一步研究.      

小颗粒石灰石化渣脱磷热力学分析

为探索转炉喷吹石灰石粉造渣炼钢的最佳工艺条件，基于化渣脱磷基础试验，对小颗粒石灰石的化渣脱磷效果进行热力学分析。采用单变量试验方法，探究石灰石粒度、反应温度、配渣碱度及FeO含量对石灰石化渣脱磷的影响，进而得到最佳参数。结果表明，平均粒径为0.84 mm的石灰石颗粒化渣脱磷效果最佳，粒径过大或过小均会造成脱磷率降低；试验温度为1 400℃时化渣脱磷效果最佳，低于1 400℃时，化渣不充分且速度较慢，而高于1 400℃时会出现回磷现象。铁水脱磷率随碱度的升高而升高，当配渣碱度R=3.5时，熔渣状态较好，脱磷效果最佳；碱度过高时，熔渣黏度较高，泡沫渣量大，容易溢渣。铁水脱磷率随配渣FeO含量的升高而升高，FeO质量分数为20%时，熔渣状态最佳；当FeO质量分数达到30%时，反应过程中会出现溢渣现象。在试验得出的最佳工艺条件下，石灰石化渣脱磷过程前期脱磷速度快，泡沫渣状态好，渣中固溶体相种类多，终点脱磷率达到85%以上，钢中磷质量分数降到0.02%以下，可以完成脱磷任务。研究结果为开展转炉喷吹石灰石粉冶炼的工业应用提供了理论基础。     

可用于炼钢造渣的若干富含碳酸钙矿石的物性考察

对富含碳酸钙的石灰石、方解石、冰洲石的矿石及煅烧后的宏观微观状态和热物性进行了差热、X射线衍射和扫描电镜分析等试验分析,研究了它们的结晶程度、粉化程度和煅烧后CaO晶粒大小和晶格畸变等因素,得出:矿石晶粒度越大煅烧后越容易碎裂;方解石、冰洲石的分解温度都与石灰石相近,可以如石灰石一样用于转炉造渣,但分解时耗热量略有不同;4种矿石在马弗炉内以10℃/min的速率升温至820℃立即取出,CaO的晶粒尺寸约为61~85 nm,相对于石灰石,晶粒较大的方解石、冰洲石煅烧所得CaO晶粒更小,晶格畸变更大,具有更高的活性,更有利于炼钢化渣。     

60 t转炉炉渣气化脱磷后循环利用试验研究

为研究转炉渣气化脱磷后循环利用的冶炼效果,在河钢集团唐钢公司60 t转炉上采用焦粉进行气化脱磷试验。试验结果表明:在溅渣护炉阶段添加焦粉进行气化脱磷是可行的,依据多炉磷衡算法,试验炉次平均气化脱磷率为25.06%;对比常规冶炼炉次,气化脱磷炉次吨钢渣量有所减少,吨钢减少8.66 kg钢渣,减少比例为7.45%;试验各炉次终点钢水磷质量分数均在0.02%左右波动,可见将气化脱磷渣进行循环利用不会影响后续炉次的脱磷效果。     

添加元素及含量对Sm-Fe系合金高压气雾化粉体组织及形貌的影响

采用高压气雾化法制备了化学计量数为Sm₂Fe₁₇,Sm₂Fe₁₇Zr_0.5Nb_0.2Cu_0.2和Sm₂Fe₁₇ZrNb_0.4Cu_0.2的粉体,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)元素分析研究了添加元素及含量变化对气雾化粉体粒度、形貌、表面光洁度和微观组织形貌及相组成的影响。结果表明：Sm₂Fe₁₇雾化粉体的平均粒径为54μm,内部元素分布不均匀,存在大尺寸的α-Fe相枝晶;XRD结果显示合金主相为2∶17相。随着Zr,Nb和Cu元素的添加及Zr和Nb含量的增加,气雾化合金粉体平均粒度明显降低,粉体表面光洁度提高,粉体内部微观组织均匀性也提高并得到很大程度的细化。Sm₂Fe₁₇Zr_0.5Nb_0.2