50 t转炉单渣法一倒渣冶金特性对脱磷的影响

为研究转炉高拉碳冶炼工艺过程中一倒渣的冶金特性对转炉脱磷冶金效果的影响,采用单渣法在国内某钢厂50 t顶底复吹转炉上开展单渣高拉碳高效脱磷工业试验。通过理论计算分析并结合实验室研究,对转炉一倒渣的矿相结构、熔化温度、黏度、成分等冶金特性与转炉脱磷效果之间的关系进行了研究。研究结果表明：一倒渣中Si、Ca、P富集的区域形成的矿相结构主要是2CaO·SiO₂和3CaO·P₂O₅,这两种矿相结构均有利于脱磷反应的进行;Fe、Mn、Mg元素富集的区域主要形成RO相和基体相,不利于脱磷反应的进行;降低单渣法高拉碳一倒渣的熔化温度和黏度有利于脱磷反应的进行;控制一倒渣的熔化温度在1 370～1 375℃,黏度在0.033 Pa·s左右,此时脱磷效果好,实现一倒钢液磷质量分数最低为0.018%,一倒渣的磷分配比L_P>60,一倒脱磷率最高为84%;炉渣二元碱度R=2.60～3.00,w(FeO)=22.00%～27.00%,w(MgO)<7.50%,w(MnO)<4.60%,一倒渣具有良好的脱磷效...     

基于高FeO转炉渣的钢液脱磷行为

 为了研究在转炉冶炼中高FeO转炉渣条件下钢液的脱磷行为,采用双联法在某钢厂300 t脱磷转炉上展开高氧化性转炉渣脱磷工业试验。通过理论分析并结合XRD、拉曼光谱分析等手段,研究了脱磷温度、转炉渣矿相结构以及终渣成分等因素对高FeO转炉渣条件下钢液的脱磷的影响。通过热力学公式计算发现,脱磷转炉最佳理论脱磷温度约为1 675 K。对比分析了不同脱磷效果的转炉渣的矿相结构,结果表明,2CaO·SiO₂和3CaO·P₂O₅矿相结构有利于脱磷反应的进行,3CaO·SiO₂对脱磷效果的影响不明显;Si—O—Si键和[FeO₄]键特征峰面积越大,Q0和Q2单元特征峰面积越小,脱磷效果越好。最后研究了脱磷炉钢液脱磷率≥60%时终渣成分的最佳控制工艺参数,碱度R为1.05～1.30,w([FeO])为33%～37%,w([MgO])≤3.0%,w([MnO])为4.3%～5.4%。本研究可以为钢铁企业采用双联法开发超低磷钢提供理论依据和技术指导。     

CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5渣系脱磷影响因素的研究

为了提高转炉渣中CaO的利用率,降低转炉渣的碱度,通过试验研究了CaO粒度、粒状CaO的加入比例、温度和保温时间对含磷富集相的影响。结果表明,适当增大CaO的粒度有利于2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固溶体的形成;当渣中粒状CaO的含量较低时,增加粒状CaO的加入比例,可促进渣中大颗粒固溶体的形成并减少渣中磷的含量,但当粒状CaO的含量较高时,2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固溶体生成量减少;适当提高温度有利于脱磷反应的进行;随反应时间的延长,2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固溶体的粒径增大,而且固溶体中磷的含量也不断增加。     

硫含量对KR脱硫渣中硫赋存状态的影响

KR脱硫渣中的CaO是转炉冶炼工艺中重要的造渣原料,将其回用于钢铁冶炼工艺可降低冶金企业的CaO原料消耗,减少企业KR脱硫渣堆积量,节约企业冶炼的经济成本.KR脱硫渣中的2CaO·SiO2 (C2S)在转炉脱磷冶炼过程中可与炉渣中的磷形成稳定的2CaO· SiO2-3CaO· P2O5固溶体,提高磷在渣中的稳定性.将K...     

工艺参数对低温低碱度条件下转炉脱磷效果的影响

通过180 t转炉双渣留渣工业试验,在高磷铁水条件下,研究了温度和渣中TFe的变化、尤其是较宽范围内碱度的变化对磷分配比L_P、脱磷率以及倒渣时间的影响,并对脱磷渣进行了物相分析。研究结果表明,在较低温度1 345～1 420℃,当炉渣碱度在0.9～2.6变化时,随着碱度的提高,L_P和脱磷率会随之上升,并且Ogawa经验公式L_P的计算值合理地略高于实际值。当脱磷终点温度升高,L_P和脱磷率随之降低;当脱磷渣中w(TFe)=11.30%～19.42%时,TFe变化对脱磷反应的影响不明显。脱磷渣主要由深灰色Ca_3Mg(SiO_4)_2相、浅灰色CaFeSiO_4相以及白色Ca_2Fe_2O_5相组成。其中深灰色相P元素含量最高,是主要的富磷相。     

转炉生产低磷钢的脱磷反应热力学

 为实现磷质量分数小于0.010%的低磷钢批量生产,系统研究了转炉脱磷反应热力学。分析了影响转炉渣-金间磷分配比LP的主要因素,研究了P2O5活度系数和脱磷反应氧分压的定量确定方式,以及碳、磷选择性氧化问题。研究结果表明：LP主要受氧分压、P2O5活度系数和温度的影响;P2O5活度系数采用修正的柯热乌罗夫规则离子溶液模型计算较为准确;脱磷反应氧分压受炉渣氧分压控制,炉渣氧分压主要取决于钢中碳含量、炉渣碱度和温度。对传统复吹转炉生产磷质量分数小于0.010%低磷钢的工艺条件是：终渣碱度w(CaO)/w(SiO2)≥3.0,终渣w(MgO)≤9.0%,终点碳w(［C］)≤0.065%,终点温度控制在1873～1923K范围。     

从多相脱磷炉渣中研究磷富集相的磁分离

作者发现在实际铁水预处理废渣（脱磷炉渣）中，磷具有极强的偏析性，通常以3CaO·P2O5-2CaO·SiO2固溶体形式存在于FeO—CaO—SiO2基体中。由于它们的磁性能明显不同，因此有可能借助于超导强磁场的作用将它们分离。为了研究磁场强度、炉渣颗粒尺寸等的影响，采用模拟脱磷炉渣（18．1FetO-49．5CaO-20．3SiO2-6．6P2O5-2．5MnO-5．5MgO％）完成了有关磁分离的试验，超导磁场强度为0．5～2．5T。在强磁场作用下，回收的炉渣质量变得更好，因为其中仅有少量的FetO基体相，当其质量变差时，回收的炉渣数量也随之下降。然而，通过重复此操作过程可提高回收的炉渣数量。在现有试验中，当磁场强度为0．5T时，能够回收大约65％的磷富集相，FetO基体相不足10％，炉渣颗粒尺寸小于35um，水／炉渣比为32，采用单一工序操作。回收炉渣中的P2O5含量接近于初始渣中的磷富集相，经过磁分离后炉渣中的FeO含量明显减少。     

通过磁分离从铁水脱磷炉渣中回收磷后残余炉渣的再循环作用

在先前的研究中，作者发现磷在铁水预处理炉渣中存在明显的偏析现象，其以Ca3P2O8-Ca2SiO4固溶体形式存在于CaO—SiO2-MnO—Mgo基体中。由于每个相的磁性完全不同，在超导强磁场的作用下，有可能将每个相分离出来。通过对粉碎的炉渣实施强磁场作用，可从炉渣中回收大约60％以上的含磷相，磁场强度为0．5～2．5T。如果从炉渣中去除大多数磷，剩余炉渣将为含有少量P2O5，的FeO—CaO—SiO2-MnO—Mgo，因此可能将其再次循环到炼铁和炼钢工艺中，例如烧结，铁水脱硅和铁水脱磷工序。本文根据物料平衡计算模拟了残余炉渣再循环时对脱磷工艺的影响。通过数学模型对磷的回收和残余炉渣作为脱磷剂的分析，结果证实产生的总炉渣量以及投入的CaO量明显减少。采用废物投入一产出模型，分析从脱磷炉渣中回收磷以及将残余炉渣再次返回到铁水脱磷工艺具有巨大的环境和经济效益。     

转炉双渣留渣法脱磷渣物相对渣中磷富集的影响

为了更好的研究转炉炉渣物相与脱磷间的关系,从现场取脱磷率不同的脱磷渣进行SEM观察和XRD检测,发现在脱磷期内脱磷率较差的a组渣样中,主要成分为铁酸盐和硅酸盐相,都是以液相形态存在的。而脱磷率相对较高的b组渣样中可以看到较多2CaO·SiO_2构成的固溶相,且磷在此固溶相内的含量高于其他相,C_2S为P的富集提供了场所,P主要以磷酸盐的形式富集在此固溶相中。通过现场不同FeO含量脱磷渣物相观察,发现FeO含量较高时,会促进P向C_2S中转移,使得C_2S固相中P含量升高,对于前期的脱磷反应起到一定的促进作用。但是FeO含量也不应太高,否则会影响C_2S固相的产生,对磷的吸收产生负面影响。     

磷在多相脱磷转炉渣中的分布

 为了研究碱度、TFe含量对炉渣物相以及磷在不同物相中分布的影响,对3种不同成分脱磷转炉渣的微观结构进行形貌和成分分析对比。当炉渣中FeO含量较高、碱度中等时,炉渣在冶炼过程高温状态下处于液态,在取样空冷条件下析出FeO含量高的枝状晶体结构和CaO-SiO₂-(FeO)基体相,基体相中P₂O₅质量分数约为6.5%。当炉渣中FeO含量较低、碱度较低时,炉渣在冶炼过程高温状态下处于液态,在取样空冷条件下析出相和炉渣总成分相差不大。当炉渣的碱度中等、TFe含量控制合适的情况下,炉渣在冶炼过程高温状态下处于固液共存区域,形成液相和2CaO·SiO₂-3CaO·P₂O₅固溶体,固溶体中P₂O₅质量分数为30%～40%。当炉渣处于C₂S和液相渣的共存区域时,2CaO·SiO₂-3CaO·P₂O₅固溶体的析出使得炉渣液相中P₂O₅活度降低,使得铁水中磷向液相渣中传递,脱磷反应程度更高,脱磷效果较好。     

低碳铝镇静钢转炉炼钢低温脱磷工艺

对转炉脱磷进行热力学与动力学分析,介绍了低碳铝镇静钢转炉低温脱磷生产工艺,对该生产工艺过程参数进行了统计分析,并对过程炉渣进行了SEM、EDS、XRD分析.结果表明:通过降低平均出钢温度至1 617 ℃,碱度控制在2.4～3.0,TFe质量分数控制在12％～15％,转炉后期脱磷效率大大加强,冶炼后期调渣后TSC阶段渣钢...     

CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5-Al_2O_3脱磷渣系中组元活度的计算

2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5含磷固溶体的生成可提高转炉液相渣的脱磷能力,减少渣量.但目前CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5-Al_2O_3渣系中各组元活度的变化规律尚不明确,无法为分析含磷固溶体的形成机理提供理论依据.为此,本文依据分子离子共存理论建立了熔渣组元的活度模型,分析了不同条件下组元活度的变化规律.结果表明:随渣中Al_2O_3含量的增加,2CaO·SiO_2、3CaO·P_2O_5、3FeO·P_2O_5的活度逐渐降低;随着碱度的增大,3CaO·P_2O_5的活度升高,2CaO·SiO_2、3FeO·P_2O_5的活度则呈先升高后降低的趋势;随着渣中FeO含量的增加,2CaO·SiO_2、3FeO·P_2O_5及CaO·Al_2O_3的活度逐渐增大,并在w(FeO)为15%时达到最大值,之后逐渐降低;升高温度会导致CaO、3CaO·SiO_2的活度增大,2CaO·SiO_2的活度降低.     

转炉脱磷工艺的最新进展

转炉脱磷工艺利用了转炉容积大的特点,可以实现转炉前期快速高效低碱度脱磷.脱碳渣的循环利用降低了石灰等辅料消耗和渣量.在低温低碱度转炉脱磷的条件下,低温在热力学上有利于脱磷,但温度过低会使渣过于粘稠而影响动力学条件并使倒渣困难;适当提高碱度,脱磷效果较好.随着渣中氧化铁含量的上升,脱磷效果先上升后下降.转炉脱磷渣中固液两...     

磷在脱磷渣中2CaO·SiO2固相颗粒内的扩散速率

中国铁矿磷含量偏高,提高脱磷效率、降低渣料的消耗量对钢铁企业至关重要.1 400℃下,将2CaO·SiO2颗粒插入到含P2 O5为14％(质量分数)的渣中,并保温20、30、60和100 s,研究磷在2CaO· SiO2颗粒中的扩散速率.用SEM-EDS对磷在渣和2CaO·SiO颗粒中的分布进行了测量,并用菲克第二定律计算了磷在2CaO·SiO颗粒中的扩散系数.结果显示:磷在2CaO·SiO中的扩散可视为一维半无限扩散.1 400℃时,磷在2CaO· SiO2颗粒中的扩散系数为6.417×10-12 m2/s,如果脱磷时间为15～20 min,则2CaO· SiO2颗粒不宜大于653 μm.     

Effect of change of slag phase on dephosphorization of ��double- slag+slag- remaining�� steelmaking technology

The microstructure and phase constituent of dephosphorization slag of ??double- slag+slag- remaining?? steelmaking technology were observed and analyzed by SEM, part of the slag were heat treatment, and the effect of the change of slag phase on dephosphorization was studied. The research results show that the phase of dephosphorization slag A1-A3 with high dephosphorization rate are composed of calcium ferrite, complex liquid silicate phase (Ca3TiFeSi3O12, Ca54MgAl2Si16O9) and 2CaO??SiO2(C2S) solid phase solution with calcium phosphate (2Ca2SiO4??Ca3(PO4)2, Ca7(PO)4(SiO4)2), the main phase of dephosphorization slag A4 with low dephosphorization rate is liquid phase, the main phases of dephosphorization slag A5 are MnFe2O4, MnV2O4, Ca12Al14O33, little phosphorus rich calcium silicate solid phase is found in both dephosphorization slag A4 and A5; the phase of dephosphorization slag A3 changes little before and after heat treatment, but the phase of dephosphorization slag A4 changes greatly after heat treatment, which changing to liquid phase and white branches like RO phase; the dephosphorization slag of ??double- slag+slag- remaining?? steelmaking technology contain many un- dissolved CaO, but little is found in decarburization slag, the formation of C2S solid phase in dephosphorization slag plays an important role to accelerate the dephosphorization reaction.     

环保型高磷铁水预脱磷渣的脱磷性能研究

实验室条件下采用间接测量法,测定了CaF2系和B2O3系脱磷渣的磷分配.即首先测量磷在液态渣和固态铁间的分配比,再通过计算得到磷在液态渣和铁水之间分配比,同时根据渣系成分和光学碱度计算了磷容量.同时采用了扫描电镜、能谱分析与X射线衍射分析技术对脱磷渣进行了研究.实验结果表明,B2O3系预脱磷渣的磷容量远大于CaF2系预脱磷渣的磷容量,因此可以用B2O3全部替代CaF2作为助熔剂进行高磷铁水的预脱磷处理,2种渣系的磷分配均随渣中有效CaO含量的升高而升高.用B2O3作为助熔剂时,B2O3能与渣中高熔点物质2CaO·SiO2和3CaO·P2O5反应生成低熔点物质,从而起到助熔的作用.且w(B2O3)/w(CaO)比值为0.16时,磷分配比为最高值,即该渣脱磷能力最强.     

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。