脱磷渣中磷在CaO固相颗粒中扩散速率研究

转炉冶炼脱磷期间渣中含有一定量的固态CaO颗粒,为研究磷在CaO颗粒中的传递速度,在1385~1450℃,CaO饱和的CaO-SiO_2-FetO-P2O5熔渣中用钼丝吊入CaO颗粒,分别保温10、20、30、60、100s,之后取出空冷,采用SEM-EDS测量非均相脱磷渣中磷在CaO颗粒和渣间的分配并计算扩散系数,研究了温度对磷在CaO固相颗粒中的扩散速度的影响。结果表明,在试验温度下磷能够扩散进入CaO固体颗粒中,但由于CaO颗粒与渣中物质作用,磷的进一步扩散变得困难。1400℃下磷在CaO颗粒中的扩散速率常数DP为9.536×10-10m2/s;1385、1450℃时,DP分别为5.75749×10-10、7.42×10-9m2/s。在1380~1450℃,CaO-SiO_2-FetO-P2O5熔渣中磷在CaO颗粒中的扩散活化能为9.638×105J/mol。     

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。     

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.     

Na2O对高磷硅锰合金脱磷的影响

 为研究碱性渣中添加Na2O对硅锰合金脱磷的影响,在1 400 ℃,采用含有少量Na2O的CaO-SiO2-CaF2碱性渣对[w(P)]为0.95%的高磷硅锰合金进行了脱磷热力学试验。重点研究了渣中添加Na2O对渣金间磷分配比[(LP)、]磷容量[(CP)]以及Na2O替代CaO时渣系碱度对磷分配比的影响。研究结果表明,脱磷渣的磷分配比和磷容量随[w(Na2O)]的增加而增加,当终渣中[w(Na2O)]大于1.75%时,磷分配比和磷容量基本保持不变。随着Na2O替代CaO质量分数的增加,磷分配比逐渐增加;当Na2O替代CaO的量超过3.19%时,渣中的[O2－]浓度达到饱和,磷分配比基本保持不变。     

LiO2对CaO—SiO2—MgO—Fe2O3—MnO2—P2O5精炼渣系脱磷的影响

在LiO2替代CaO-SiO2-MgO-Fe2O3-MnO2-P2O5精炼渣系中部分CaO的条件下，研究了LiO2含量、碱度及氧化性对钢液磷含量的影响。结果表明，在LiO2=15%,碱度（CaO LiO2)SiO2为2.0-2.5(Fe2O3 MnO2)为7%的条件下，该渣系对钢液的脱磷率在70%以上，控制钢液磷含量在0.009%以下。     

2CaO?SiO2对炉渣中磷富集行为的影响

研究了炉渣组成以及2CaO?SiO2颗粒含量对炉渣中磷富集行为的影响,并借助电镜、能谱分析进行了定量研究,结果表明：磷元素在2CaO?SiO2颗粒内分布均匀;磷在渣中固液相间的分配比L_quot;Pquot; ^(s/l)随酸性氧化物含量和铁的氧化物含量的增加呈现出先增大后降低的趋势,分别在20%和70%时达到最大值,而随着渣中2CaO?SiO2颗粒比例增加不发生变化。     

Li2O对CaO-SiO2-MgO-Fe2O3-MnO2-P2O5精炼渣系脱磷的影响

在Li2 O替代CaO SiO2 MgO Fe2 O3 MnO2 P2 O5精炼渣系中部分CaO的条件下 ,研究了Li2 O含量、碱度及氧化性对钢液磷含量的影响。结果表明 ,在Li2 O =15 % ,碱度 (CaO +Li2 O) /SiO2 为 2 .0～ 2 .5 ,(Fe2 O3 +MnO2 )为 7%的条件下 ,该渣系对钢液的脱磷率在 70 %以上 ,控制钢液磷含量在 0 .0 0 9%以下。     

CaO-BaCO3-CaF2-Cr2O3渣系18-8不锈钢氧化脱磷的研究

在实验室硅钼高温炉于1 550 ℃用CaO-BaCO3-CaF2-Cr2O3渣系对成分(%)为C0.5～2.5,Si＜0.1,Cr18,Ni9,P～0.05的18-8奥氏体不锈钢水进行了氧化脱磷试验.试验结果表明,当钢水中初始碳含量由0.5%增至2.5%时,脱磷率由～5%提高到30%以上,钢水的脱磷率随渣中BaCO3/CaO的增加而提高;为使钢水达到30%以上的脱磷率,脱磷剂中CaO含量最大可达35%,Al2O3含量应低于3%.     

锂云母在铁水预处理中对CaO-FeO-CaF2渣系脱磷的影响

在实验室1 340～1 360℃条件下,进行了CaO-FeO-CaF2渣系中添加锂云母的铁水预处理脱磷试验.研究了锂云母添加量对渣系熔点和脱磷效果的影响,以及(CaO+锂云母)/FeO对脱磷的影响.研究结果表明:CaO-FeO-CaF2渣系随锂云母含量的增加,渣系熔点逐渐降低;在1 340～1 360℃,将铁水中的硅含...     

液渣成分和硅酸二钙颗粒含量对铁水预处理非均相脱磷剂脱磷能力的影响

高磷铁水预处理脱磷的难题是脱磷剂用量太大、温降太多,急需研究脱磷能力强的脱磷剂。含有固体颗粒和液渣的非均相脱磷剂比仅含液渣的均相脱磷剂的脱磷能力强很多。为此,针对磷的质量分数为0.5%的高磷铁水,应用FactSageTM热力学软件优选出脱磷能力强的3种液渣,添加不同数量的硅酸二钙颗粒配制非均相脱磷剂试样,脱磷剂和熔铁在1 560℃下反应6h,测定熔铁中的平衡磷含量,用以评价其脱磷能力,然后在1 400℃下进行了铁水脱磷预处理试验。研究结果表明,随着硅酸二钙颗粒含量的增加,非均相脱磷剂的脱磷能力明显改善;采用非均相脱磷剂有助于减少渣量和控制反应器内衬的侵蚀;采用非均相脱磷剂对铁水脱磷,仍然需要控制较高的渣铁界面FetO浓度。     

中磷铁水同时脱磷脱硫实验室研究

针对w([P])在0.33%~0.44%的中磷铁水,在1 350℃条件下采用喷吹法对同时脱磷脱硫渣系进行了优化试验。结果表明:CaO过剩系数、氧化剂过剩系数和w(CaF_2)/w(CaO)对脱磷的影响不大,但对脱硫影响显著。综合考虑脱磷率、脱硫率和渣量,最佳渣剂组成为CaO过剩系数45%,氧化剂过剩系数15%,w(CaF_2)/w(CaO)为0.5;用B_2O_3代替CaF_2,须将w(B_2O_3)/w(CaO)控制在0.20以上。     

CaO-SiO2-FeO-P2O5-MnO脱磷渣系中组元活度的计算

依据分子离子共存理论建立了CaO-SiO2-FeO-P2O5-MnO脱磷渣系组元的活度计算模型,并对影响2CaO·SiO2-3CaO·P2O5含磷固溶体生成的组元活度变化规律进行了分析.结果表明:在渣中添加MnO会降低2CaO·SiO2和3FeO·P2O5等组元的活度,从而抑制含磷固溶体的生成;随着熔渣碱度的增大、w(FeO)的增加及温度的提高,2CaO·SiO2的活度均呈先升高后降低的趋势,因此,过高的碱度、w(FeO)及温度均不利于2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固溶体的生成.     

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...     

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。     

锰硅合金沉淀脱磷工艺制度的优化

选用钙系脱磷剂、CaO—CaF2渣,对锰硅铁合金进行沉淀脱磷,着重研究脱磷剂加入量和锰硅铁合金中硅含量增量对脱磷效果的影响。结果表明：当脱磷剂加入量由2．5％增加到7．5％时,脱磷效果增加5．56％,而合金中硅含量由19％增加到25％时,脱磷效果将至少增加23．22％,说明锰硅合金中硅含量增加对脱磷效果的作用远大于单一增加脱磷剂的作用。合金熔体中硅含量的增加降低了氧势,同时提高了磷的活度,这将有助于脱磷剂中的钙以Ca2P3而非CaO形式进入渣中;此外,采用沉淀脱磷工艺的锰硅合金熔体中碳含量也有明显下降,有利于中、低碳锰铁生产中碳含量的控制。     

MgO和MnO对CaO-SiO2-Fe2O3-P2O5渣的物相影响

转炉渣中的磷主要存在于n2CaO·SiO2-3CaO·P2O5（以下简记为nC2S-C3P）固溶体的富磷相中。为了深入理解转炉渣的物相,便于有效富集钢渣中的磷,研究MgO和MnO含量的变化对CaO-SiO2-Fe2O3-P2O5渣中nC2S-C3P固溶体的磷含量及渣结晶物相的影响,并对其进行热力学分析。结果表明：在CaO-SiO2-Fe2O3-P2O5四元渣系中加入少量MgO或MnO,可以在一定程度上提高nC2S-C3P固溶体中的磷含量;继续提高MgO或MnO含量,固溶体中的磷含量不再发生变化。随着MgO或MnO的加入,富铁相增多,有利于钢渣的磁选分离。     

预熔脱磷剂进行铁水脱磷的实验研究

在实验室条件下,以CaO-Fe2O3-CaF2为预熔脱磷剂的主要渣系,对预熔脱磷剂的配比关系、加入量、处理温度、初始铁水磷含量以及预熔渣粒度进行了研究.结果发现:在1 350℃条件下,w(CaO)/w(Fe2O3)约取1.0,在加入量为10%的预熔脱磷剂能将铁水中的磷降低到0.0079%,脱磷率为96.24%,且初始铁水磷含量以及预熔渣粒度对脱磷率影响不大.     

氧化钙类杂质对铁水脱磷的影响分析

除尘灰制备炼钢脱磷剂极具实用价值,但其所含CaO类杂质却会影响脱磷.1 400℃条件下,参考Fe2O3-CaO-CaCl2系脱磷剂,分别利用不同摩尔比的Ca(OH)2、CaCO3替换脱磷剂中的CaO,对磷质量分数为0.3％的铁水进行了脱磷试验.同时,分别利用CaO、Ca(OH)2、CaCO3作为固定剂,研究了各自的铁水...     

液渣成分和硅酸二钙颗粒含量对铁水预处理非均相脱磷剂脱磷能力的影响简

 高磷铁水预处理脱磷的难题是脱磷剂用量太大、温降太多，急需研究脱磷能力强的脱磷剂。含有固体颗粒和液渣的非均相脱磷剂比仅含液渣的均相脱磷剂的脱磷能力强很多。为此，针对磷的质量分数为0. 5%的高磷铁水，应用FactSageTM热力学软件优选出脱磷能力强的3种液渣，添加不同数量的硅酸二钙颗粒配制非均相脱磷剂试样，脱磷剂和熔铁在1560℃下反应6h，测定熔铁中的平衡磷含量，用以评价其脱磷能力，然后在1400℃下进行了铁水脱磷预处理试验。研究结果表明，随着硅酸二钙颗粒含量的增加，非均相脱磷剂的脱磷能力明显改善；采用非均相脱磷剂有助于减少渣量和控制反应器内衬的侵蚀；采用非均相脱磷剂对铁水脱磷，仍然需要控制较高的渣铁界面FetO浓度。     

固体CaO在3CaO·P2O5-2CaO·SiO2饱和熔渣中的溶解及反应机理

摘要：为了深入了解非均相脱磷剂中固体CaO在3CaO·P2O5-2CaO·SiO2（C2S-C3P）饱和熔渣中的溶解及反应机理，采用静态浸入法和旋转圆柱法研究固体CaO在C2S-C3P饱和CaO-SiO2-FetO-P2O5（10%）渣中的溶解行为，运用FESEM/BSED EDS对固体CaO和熔渣界面进行了观察，分析了固体CaO与C2S-C3P饱和熔渣间的反应机理。结果表明，加强对熔池的搅拌，能够加快固体CaO在熔渣中的侵蚀速度和溶解速度；发现了固体CaO在饱和熔渣中的溶解数量受熔渣中FeO通过边界层向固体内部渗透深度的影响，FeO渗透深度越深，溶解越多；固体CaO先与熔渣中的硅和磷反应生成磷含量低的C2S-C3P固溶体，待一段时间后，最终生成磷含量高的Ca5(PO4)2SiO4。