RH MFB精炼过程脱碳数学模型及工艺研究

 为研究RH MFB精炼工艺对脱碳过程的影响，将脱碳机理确定为钢液本体脱碳与CO克服静压力上浮、氩气泡表面脱碳和飞溅液滴脱碳，根据脱碳反应动力学和质量守恒原理建立了RH MFB脱碳数学模型。计算结果表明：降低初始碳含量、增大初始氧含量可使脱碳终点碳含量降低；提高压降速率和吹氩流量、增大浸渍管内径使得脱碳速率增大；在固定氧气流量下，随着吹氧时间的延长，脱碳终点碳含量降低，但脱碳终点氧含量升高。     

转炉炉气分析动态控制技术的应用

介绍了转炉炉气分析动态控制模型的原理、操作过程及应对终点碳高的措施,并对终点熔池碳含量和脱碳速度的关系进行研究,得出如下结论:为保证终点预测的稳定,吹炼结束前2 min不变枪位、不添加辅料;终点碳含量高,需低枪位过吹到w([C])＜0.04%,或CO2和N2曲线交叉后继续吹15 s,再决定提枪;考虑到枪位对脱碳速度的影响,吹炼终点碳含量和脱碳速度的关系可以用3次方函数表述;只有减小原料条件的波动和稳定操作,才可用热平衡方法预测吹炼终点熔池温度.     

高海拔RH精炼装置真空脱碳工艺优化研究

针对位于海拔1 500 m左右的国内某厂RH真空脱碳过程中脱碳效果不佳喷溅严重的生产问题,借鉴转炉吹氧过程氧气射流与熔池相互作用规律,考虑到RH真空室内液面高度偏低的特点,通过水模型试验研究不同氧枪流量和枪位下氧气射流与熔池相互作用规律,并结合理论分析对RH真空吹氧脱碳工艺进行优化。水模型试验结果表明:RH真空吹氧脱碳过程中氧气射流与熔池的相互作用规律与转炉冶炼相似,可采用转炉冶炼过程中氧气射流与熔池相互作用研究对RH真空吹氧脱碳工艺进行优化。理论分析可知,当氧枪流量为1 500 m~3/h、枪位为5.5 m时,熔池冲击深度为0.173 m、冲击面积为2.435 m~2、穿透体积处于最大值为0.420 m~3,氧气射流冲击熔池效果最理想,有利于RH脱碳过程高效脱碳和喷溅控制。实施优化措施后,终点钢水平均w(C)由15.1×10~(-6)降至11.8×10~(-6),终点w(C)在20×10~(-6)以内比例提高至94.4%,优化工艺显著提高了RH快速深脱碳效果,同时有效控制了RH真空脱碳过程严重喷溅问题。     

RH真空脱碳工艺的研究分析

结合实际生产数据,分析了转炉终点控制对RH真空脱碳的影响,分析认为,冶炼超低碳钢时,转炉终点碳含量≥0.05%,需要进行RH强制脱碳;终点碳含量≤0.04%时,可以进行RH自然脱碳,也可以在出钢过程中进行最大810kg的微碳锰铁（锰含量80%）合金化操作。底吹氩2min降低钢水氧活度约190×10-6。没有底吹终点钢水碳含量不均匀,均匀性相差0.01%～0.02%。     

VOD过程终点碳控制方法探讨

吹氧终点碳控制是VOD冶炼不锈钢的关键,与转炉炼钢一样,控制方法主要分静态和动态两种。本文重点介绍了作者在实践中得到的静态脱碳数学模型,具有简单、可靠、易于掌握的特点,已在生产上应用。VOD氧气利用率和开吹时钢中Si与C的百分含量比之间有指数关系,据此可在一定含量范围内控制停氧碳含量。文章对其机理也作了一定探讨。     

VOD炉冶炼Cr不锈吹氧脱碳浅析

在采用电弧炉＋VOD＋CC生产Cr不锈连铸坯的生产过程中,VOD精炼的控制对整个生产有着至关重要的作用,而控制Cr不锈VOD精炼过程的关键是吹氧脱碳。在吹氧脱碳过程中,脱碳初期及高碳区、低碳区采用不同的吹氧、吹氩流量及真空度控制,可以提高脱碳速度,同时以氧电势分析仪数据为主,以计算吹氧量、真空度变化、废温变化为辅,能更加准确的控制终点碳,从而提高吹氧脱碳效率。     

RH高效深度脱碳与协同脱氧关键技术

围绕IF钢RH精炼高效深度脱碳与协同脱氧目标，从RH精炼碳氧热力学入手，分析了RH脱碳与协同脱氧的可行性和策略；从脱碳反应动力学入手，分析了不同脱碳阶段高效脱碳策略。同时，研究了RH强制脱碳、吹氧流量与枪位控制等高效脱碳与控氧协同技术，以及真空压降控制、循环流量优化、真空罐内部吹氩强化脱碳等RH精炼高效脱碳关键技术和RH精炼脱碳终点氧含量控制、顶渣氧化性控制等控氧关键技术，进一步提出通过上述技术集成应用实现RH高效深度脱碳与脱氧的协同策略。     

150t脱碳转炉氧枪结构模拟优化

采用数值模拟方法，对150 t脱碳转炉顶吹氧枪射流流动特性进行了模拟研究，以提高氧枪冲击搅拌能力，强化其冶金使用效果。为满足承德钒钛脱碳转炉的实际冶炼要求，设计了三种氧枪结构，通过对比优化前后氧枪的熔池流场分布特性及冶炼指标，确认优化后提钒氧枪结构参数。研究表明，相较优化前氧枪，选用设计马赫数为2.02的优化后氧枪，熔池平均流动速度提高39.2%,冲击直径提高2.8%,冲击深度提高12.9%。为确认数值模拟研究结果的可靠性，共进行了1 542炉次工业试验，结果表明优化后氧枪，在相同冶炼条件下，平均冶炼时间及终点碳氧积分别减小0.2 min及0.000 5,总渣料消耗节约6.6%。     

脱磷专用转炉的氧枪设计及研究

 脱磷专用转炉通常采用脱磷氧枪促进化渣,提高脱磷率,实现铁水预脱磷。设计了马赫数为1.9、氧枪流量为14500m3/h的4孔脱磷氧枪,利用Fluent软件模拟了脱磷氧枪的速度场、温度场和密度场等分布。模拟发现：4孔脱磷氧枪在枪位为1.5m时,射流速度约为115m/s,当射流速度为100m/s时,最大射流半径为0.28m。在此基础上,将脱磷氧枪用于120t脱磷专用转炉的生产过程,取得了良好的冶炼效果：可控制脱磷终点温度为1370℃左右;转炉终点碳的质量分数大于2.8%时能满足脱碳炉热量要求;半钢磷的质量分数平均可达到0.018%,平均脱磷率可达到79.2%。与传统单渣工艺相比,采用此工艺不仅能降低炼钢终点磷含量,也能保证脱磷的稳定性。     

基于熔池混匀度的转炉烟气分析定碳模型

转炉冶炼终点碳曲线拟合模型避开了熔池初始碳含量难以精准确定的问题,假设吹炼后期脱碳速率与熔池碳含量具有一定的函数关系,通过这种函数关系预报钢水终点碳含量.终点碳的三次方模型和指数模型预报精度在±0.02%之间的命中率分别为85.9%和81.2%.运用熔渣分子理论,基于冶炼热轧板材(SPHC)的渣组元成分,计算得出渣中FeO的活度为0.241.出钢温度为1686℃时,C和Fe元素选择性氧化的临界碳质量分数为0.033%.本文在传统指数模型的基础上,充分考虑了枪位、顶吹流量、底吹流量等操作参数对熔池脱碳速率的影响,建立了基于熔池混匀度的指数模型.基于熔池混匀度的指数模型与其他烟气分析碳曲线拟合模型相比,命中率有所提高.以新钢生产热轧板材(目标碳质量分数为0.06%)时的烟气数据为研究对象建模,终点碳质量分数预报误差在±0.02%之间的有75炉次,占验证数据量的88.2%.      

250 t钢包RH精炼脱碳动态控制实践

为了提高RH脱碳效果,缩短RH精炼周期,从热力学和动力学理论上对RH脱碳进行分析,从实践上对RH脱碳处理进行动态控制工艺优化。吹氧加铝升温工艺优化后,超低碳钢成品碳合格率从94%左右提高到100%,RH处理10 min即可把碳脱到0.002%左右,与工艺优化前对比,成品碳质量分数从0.001 5%～0.002%降低到0.001%～0.001 4%。研究了压降对脱碳速率的影响,结果表明,压降速度越快,脱碳速率越高,预抽真空可以提高脱碳效率和获得更低的终点碳含量。研究了脱碳结束时氧含量与脱碳终点碳含量的关系,结果表明,脱碳结束时氧质量分数在0.025%～0.035%范围内,能满足脱碳终点碳质量分数小于0.002%的要求。     

RH-KTB工艺生产超低碳钢

采用RH -KTB工艺大批量生产超低碳钢具有很多优越性。结合生产试验讨论了真空脱碳反应的机理及速率方程 ,分析了顶吹氧、真空度、钢水循环量等因素对脱碳速度的影响。     

RH-MFB真空处理工艺技术

介绍了攀钢RH－MFB轻处理LCAK钢和车轴钢,自然脱碳和MFB吹拉强制脱碳处理IF钢,本处理重轨钢以及MFB加热钢水和真空室的工艺,分析讨论了真空降压方式、MFB吹拉对脱碳速度,真空度对终点碳含量影响。     

RH-TB精炼处理超低碳钢的研究

分析了影响RH脱碳的因素,在试验生产中采取了快速提高RH真空度、加快初期脱碳反应速率和增大驱动气体流量等强化中期脱碳的措施,大幅降低了RH处理结束时钢水中碳含量.分析表明,钢包顶渣氧化性强是钢水中Als损失和T[O]高的主要原因.     

应用炉气分析预测转炉吹炼终点碳含量

应用炉气分析预测转炉吹炼过程中熔池碳含量的变化,并对吹炼终点时的碳含量和脱碳速率、氧枪枪位的关系进行了研究,得出如下结论:(1)碳积分模型只适合入炉原料数据准确的情况下,对终点碳含量进行预测;(2)吹炼末期,碳含量和脱碳速率的关系可用三次方函数描述;(3)为排除枪位对数据拟合的影响,对于恒压变枪位吹炼,在不同的枪位下调整三次方模型参数,即可实现对终点高、中、低碳含量进行预测.     

100t转炉低成本冶炼65Mn钢实践

通过优化100 t转炉冶炼65Mn钢工艺参数,包括装入制度的确定、加料方式的改进、供氧强度及变压变枪位操作方式的优化等,解决了65Mn钢留碳去磷的难题,提高了冶炼65Mn钢的一拉率,减少了跑渣的发生机率,提高了白灰的熔化效率,降低了白灰单耗,65Mn 钢冶炼成本降低了9.07元/t.     

Adapting a mathematical model of the end of the blow of a converter heat to existing conditions in the oxygen-converter shop at the Magnitogorsk Metallurgical Combine

The authors have constructed a deterministic dynamic model that makes it possible to predict the carbon content and temperature of steel at the end of the blow in oxygen converter steelmaking. Instrument measurements of different parameters of the heat are used to calculate the deviations of the parameters’ prescribed values from their actual values. Calculations are performed to determine the corrective additions that need to be made to a heat to synchronize the decarbonization and heating of the bath.     

利用RH-KTB工艺同时深脱碳和氮

从理论上探讨了利用RH—KTB深脱碳时进行深脱氮的可能性,并结合武钢二炼钢RH—KTB脱氮工艺试验情况,分析了影响深脱氮的因素。虽然RH-KTB脱氮反应主要发生在吹氧快速脱碳阶段,但当脱碳减弱后,靠提高真空度、增大吹氩量和循环量等措施,还能继续深脱氮,至少可脱去脱氧合金化时合金带入的氮。     

铁碳合金薄带气固反应脱碳试验

 提出了高炉铁水双辊连铸薄带＋高温气固反应脱碳生产钢带的全新工艺流程。试验以Ar-H2-H2O为脱碳气氛,在可控气氛管式炉内对Fe-C合金薄带进行脱碳。通过正交试验方法,研究了不同水浴温度（40～60 ℃）、脱碳时间（5～50 min）和脱碳温度（920～1 140 ℃）对脱碳效果的影响。研究结果表明,升高脱碳温度、水浴温度和延长脱碳时间均有利于合金薄带的脱碳,其中脱碳温度的影响最为显著,其次为脱碳时间,水浴温度对脱碳效果的影响最小。碳质量分数为4.05%,厚度分别为2.0、1.0、0.5 mm的薄带,在水浴温度为60 ℃时,1 140 ℃下固态脱碳25 min,薄带平均碳质量分数分别降至1.12%、0.41%和0.017%,证明了碳铁碳合金在可控气氛下通过气固反应脱碳生产中低碳钢带技术上可行。