石灰石造渣对转炉煤气CO含量影响研究

为研究石灰石造渣对转炉煤气成分及回收量的影响,在100 t转炉上进行了不同石灰石替代比下的造渣炼钢工业试验。研究结果表明：当铁水温度在1 350～1 650℃,石灰石分解产生的CO₂可作为弱氧化剂与铁水中元素反应生成CO,反应次序依次为[Si]、[Mn]、[C]、[Fe];通过工业试验证实,石灰石分解产生的CO₂确实可参与铁水氧化反应,随着石灰石替代比的增加,炉气中CO比例升高;通过理论估算,与石灰造渣工艺相比,石灰石造渣炼钢工艺的吨钢煤气回收量提高约16.12%,可见石灰石代替石灰造渣还可以增加转炉煤气回收水平。     

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CaCO3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(l)反应的ΔG小于零,石灰石分解产生的部分CO2可以替代氧气参与熔池的氧化.气氛组成影响CO2对铁水中元素的氧化顺序.CO2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.     

RH炉脱硫过程特征热力学分析

在硅钢RH炉精炼过程脱硫实践中发现,RH精炼炉中投入一定量脱硫剂,可以起到脱硫作用。但在[Al]、[Si]含量较高的钢种,没有投入脱硫剂也有脱硫效果。另外,RH炉脱氧前也有一定的脱硫效果,RH炉结束的硫含量一般都要比中间包内硫含量要高。通过热力学理论计算发现,RH炉精炼过程脱硫可以分为两个阶段：第一阶段是钢水脱氧前,钢水中[C]和[S]反应生成CS气体,有较弱的脱硫效果;第二阶段是脱氧后脱硫阶段,钢 渣扩散脱硫、钢水中[Si]和[S]反应生成SiS气体和钢水中[S]、[Al]、[Si]和[Ca]相互作用最终生成CaS。钢水中较高的[Al]和[Si]含量对第二阶段脱硫效果有较大的正向影响。进一步的,转炉结束前CS、SiS气体的生成使得铁水[C]元素有一定的脱硫作用。CS气体在转炉持续供氧过程和铁水裸露在空气中时,被氧气氧化生成SO2气体。CaO-CaF2系RH炉用脱硫剂中的CO2组分能够氧化钢水中的[Al]、[Si]等合金元素,同时造成钢水增碳。     

150吨氧气顶吹转炉使用大孔喷头吹炼各期熔池金属成份的变化

150吨转炉采用全铁水单渣法二批料操作,纯吹氧时间22～30分钟,整个冶炼周期约50分钟。氧气转炉冶炼过程中金属内各元素的氧化,主要是通过氧与铁作用形成 FeO,再与 FeO金属中其他元素作用,形成各相应的元素氧化物。降碳速度与熔池中的碳含量和升温速度有一定关系,降碳速度峰值在2.0%[C]左右。熔池碳含量高时,钢中氧含量低,反之氧含量高。熔池温度愈高,钢中氧含量愈高,冶烁低碳沸腾钢时应注意此问题。Si 是最易氧化的元素,冶炼初期脱 Si 较慢,5分钟时脱 Si 率82%,10分钟为96%。在吹炼初期,Mn 和 Si 一样被(FeO)所氧化,钢中残 Mn 的最低点在初期渣形成期内,一般在开吹后5～10分钟之前。钢中残 Mn 的最高点在第二造渣期,大致相当于熔池降碳速度最快的阶段。终点残 Mn 高或低与铁水含 Mn 量有对应的线性关系。(∑FeO)愈高,则[Mn]钢/[Mn]铁%愈低。终点温度愈高,残 Mn 愈高。但在具体条件下,显然受终点(∑FeO)%及终点[C]%的影响。未看出终点碱度对残 Mn 的影响关系。随着吹炼过程的进行,脱 P 率不断增加,初期为30%,中期为45%,末期为89%,脱S 率则初期为20%,中期48%,末期40%。     

小颗粒石灰石代替石灰炼钢造渣及CO2资源化利用

采用转炉喷吹石灰石粉造渣炼钢技术,可以提高铁水脱磷效率、对二氧化碳进行资源化利用。基于小颗粒石灰石与石灰化渣脱磷基础试验,对比分析小颗粒石灰石与石灰在相同条件下的化渣脱磷效果,计算了采用小颗粒石灰石造渣炼钢过程炉气的收益。研究表明,采用小颗粒石灰石冶炼前期脱磷速度快,冶炼5 min脱磷率可以达到49.2%,脱磷速率达到0.011 8%/min,而采用小颗粒石灰冶炼5 min脱磷率为41.2%,脱磷速率为0.009 8%/min;小颗粒石灰石与石灰冶炼脱磷效果相当,反应终点脱磷率分别为87.50%和89.08%,冶炼终点脱磷率均可以达到85%以上。小颗粒石灰与石灰石均可以实现均匀化渣,渣中元素分布均匀,石灰石脱磷渣P元素质量分数为9%,石灰脱磷渣P元素质量分数为8%,采用石灰石炼钢造渣时前期炉渣中P元素含量更高。采用小颗粒石灰石造渣炼钢时,石灰石分解产生的二氧化碳可以与铁水中多种元素反应,其利用率可以达到40%;石灰石分解产生的二氧化碳替代部分氧气参与氧化反应并生成一氧化碳,吨钢炉气中一氧化碳增加量约6.5 m³。研究结果为开展转炉喷吹石灰石粉造渣炼钢的工业应用提供...     

100 t BOF-LF-CC流程冶炼10B21钢的工艺优化

针对10B21钢（%:0.19~0.22C,≤0.08Si,0.8~1.0Mn,≤0.020P,≤0.020S,0.010~0.040Al,0.001~0.005B）冶炼过程中钢液硅含量超标、可浇性差、铸坯角裂的问题,通过生产数据和夹杂物分析、铸坯低倍检验得出,LF白渣后,渣中SiO₂被Al还原,造成[Si]超标;钢中Al₂O₃在水口蓄积降低10B21钢的可浇性,凝固过程氮化硼和氧化硼在晶界析出,易使铸坯产生角裂。通过提高转炉终点[C]为0.10%0.14%,出钢温度1640~1660℃,转炉铝铁加入量由1.82 kg/t降至1.36 kg/t,LF精炼铝铁加入量由2.8 kg/t降至1.6 kg,/t,喂钙量由1.23kg/t增至2.05 kg/t,添加微量固氮元素Ti,优化连铸工艺等措施后,钢液中Si含量-[Si]≤0.08%比例从65.62%提高到89.50%;单个中问包连浇炉数从4炉提高到12炉;铸坯角裂得到有效控制,正品铸坯收得率由88.23%提高至97.64%。     

60t转炉用含铬铁水冶炼HRB400钢的工艺实践

试验研究了铁水中铬含量(0.15%~0.27%)对脱磷率、Cr、Mn回收率和HRB400钢力学性能的影响。通过生产实践得出铁水最佳Cr含量为0.18%~0.25%和炉渣(Cr_2O_3)为2%,通过合理控制炉渣成分(/%:45.84CaO,16.10SiO_2,8.81MgO,1.60Al_2O_3,3.48P_2O_5,1.55Cr_2O_3,13.23TFe,R2.84),转炉脱磷率为80.33%,Cr的回收率为71.35%,转炉终点[Cr]为0.13%以上,钢中Si含量可降低0.02%,Mn含量降低0.03%,可有效利用残余元素Cr替代部分Si和Mn,降低了生产成本。     

复吹转炉底气的冶金行为

根据化学热力学计算和底吹热模试验结果,分析了复吹转炉底气—CO_2、N_2、Ar的冶金行为:①在炼钢温度下,CO_2能氧化[C]、[Si]、[Mn]和Fe,不能氧化[P];②底气的冷却效应,按由强到弱的顺序分别为CO_2、N_2、CO、Ar;③CO_2对熔池的揽拌能力最强。还提出了CO_2与钢水中各元素氧化反应的△G计算式。这些计算式使用简便,是设计时选择底气、操作时控制底气的理论根据。     

工业纯铁LY07生产实践

敬业钢铁有限公司围绕工业纯铁低C、低P、低S、低Si和低Mn的特点,生产过程采用“KR铁水预处理—转炉—LF—RH—连铸”工艺流程冶炼超低碳工业纯铁。采用KR搅拌法进行铁水预处理脱硫,在脱硫剂用量8～12 kg/t铁,搅拌速度100～120 r/min,搅拌时间10～12 min的条件下,可将硫脱至0.000 85%以下,脱硫率约96%;转炉双渣冶炼脱磷去铬,脱磷率达93.5%,脱铬率达76.5%,增硫仅0.002%; LF温度控制提高钢水纯净度; RH脱碳和脱氧合金化相结合将碳脱至0.001 0%以下,实现了钢液中主要杂质元素含量全部保持在目标成分范围内,有效提高了工业纯铁的纯净度。     

转炉冶炼高铬铁水工艺研究与实践

高炉炼铁加入红土镍矿具有较高的降成本优势,但其中的铬元素进入铁水中,在转炉冶炼过程时出现了化渣困难、脱磷率低、铬回收率低等难题,制约着转炉生产顺行。对转炉冶炼高铬铁水存在问题的分析与生产实践、工艺研究,确定了铁水最佳铬含量为0.18%~0.25%。合理控制转炉终渣成分,Cr2O3含量控制在2%左右,解决了制约转炉吹炼的难题;依据转炉吹炼终点残余铬含量的不同,同步优化了相关运行规定及工艺制度,有效发挥了残余元素的价值,降低了钢中的Si、Mn、V等合金元素含量。     

转炉炼钢过程镍氧化物直接合金化的热力学分析

基于钢厂现场条件,对转炉炼钢过程氧化镍直接合金化冶炼耐候钢的可行性进行了热力学分析,结果表明：铁水中固有的C、Si、Mn、Fe等均可作为还原NiO的还原剂元素,在铁水阶段和转炉阶段进行直接合金化是完全可行的。在转炉终点温度T=1960K、w∑FeO=26.4%条件下,终点碳含量若控制在0.031%以上,可保证碳优先于铁还原NiO;若在转炉终点温度T=1960K、w[C]=0.04%条件下控制w∑FeO〈22.5%,也可保证碳优先于铁还原NiO。     

120 t顶底复吹转炉双渣脱磷一次倒渣的工艺实践

通过对转炉脱磷和碳-磷选择性氧化转变温度的理论分析和计算,在铁水未经脱磷预处理的条件下,进行120 t顶底复吹转炉双渣脱磷生产实践。当铁水平均成分为(/%):4.81C、0.49Si、0.32Mn、0.127P、0.019S的情况下,在转炉冶炼前期(0~360 s),采用低温(1 330~1 350℃),较强底吹搅拌[0.030~0.040 m~3/(t·min)],中等炉渣碱度(2.0~3.0)和高氧化铁(20%~25%)工艺措施,实现一次倒渣的半钢(3.8%C)平均磷含量0.048%和平均脱磷率62.2%的脱磷效果。     

转炉炼钢过程氧化镍直接合金化的研究

基于某钢厂现场条件,对转炉炼钢过程氧化镍直接合金化冶炼耐候钢的可行性进行了热力学分析,结果表明：铁水中固有的［C］、［Si］、［Mn］、［Fe］等均可作为还原NiO的还原剂元素,在铁水阶段和转炉阶段进行直接合金化是完全可行的。在转炉出钢温度T=1960 K,w（［C］）=0.04%条件下,［C］的还原能力比［Fe］强,镍的回收率可达到99.9%。并在实验室进行了相关的动力学实验研究,1573 K时,在铁水（含碳3%）条件下氧化镍的还原反应速率非常快,15 min后氧化镍还原反应基本完成。     

70t直流电弧炉生产60Si2Mn钢中T[O]的控制

在70t直流电弧炉—LF—小方坯连铸工艺生产60S i2M n时,通过热装铁水及配加生铁提高电炉炉料的配碳量,提高电炉的终点碳,改进电炉出钢脱氧方法,降低钢中的溶解氧,采用合理的精炼渣系和精炼后的吹氩弱搅拌,加强保护浇注等措施,显著降低了60Si2Mn钢中的T[O]含量,使得成品的T[O]达到30×10-6,明显提高了60Si2Mn的疲劳寿命。     

涟钢100tRH炉生产W600无取向硅钢的实践

涟钢一炼轧厂通过100tBOF(顶底复吹)-RH-70mm薄板连铸-连轧工艺生产W600无取向硅钢。通过控制RH真空脱碳至[C]0.0025%,转炉出钢后、RH脱碳前补加磷铁,铁水、RH脱硫等工艺措施控制钢中[C]≤0.005%、[S]≤0.010%、[P]0.045%、[Si]1.35%,降低连铸拉速、加强二冷强度,所生产的W600钢铸坯成分均匀,钢板的力学性能满足技术要求。     

EAF-LF( VD) -CC流程开发工程机械轮体用钢40Mn2H-S生产实践

莱钢特钢通过50 t EAF-LF(VD)-260 mm×300 mm方坯连铸-轧制工艺生产轮体用钢40Mn2H-S(%:0.39～0.41C、0.21～0.26Si、1.55～1.60Mn、0.025～0.035Al)Φ80～130 mm棒材。EAF炉料为50%铁水+废钢,出钢过程加1.5～2.5 kg/t_钢钢芯铝,LF出钢喂Al线调整[Al]为0.020%～0.040%,连铸全保护浇铸,(M+F)EMS电磁搅拌,使该钢中[O]、[N]平均值达14.5×10^-6、72×10^-6,低倍组织≤1.0级,非金属夹杂物A、B≤1.5级、C、D≤1.0级,晶粒度≥7级、末端淬透性及力学性能等指标均满足用户要求。     

钢包成分微调处理工艺的试验研究

介绍了太钢采用顶加块状微调合金+吹氩搅拌法对转炉钢水硅、锰含量进行炉外微量调整处理的设备与试验工艺,并提出了在太钢生产条件下试行[Si]、[Mn]微调处理的工艺操作参数。     

铁水中钛含量及其还原率影响因素分析

分析高炉生产数据及铁渣复杂化学反应热力学,分析了铁水[Si]、炉渣碱度、炉渣中MgO含量、钛还原率等因素与铁水[Ti]的关系,结果表明,铁水中[Si]和[Ti]有很好的线性相关性,提高碱度利于渣中CaO与TiO_2反应,降低炉渣中MgO的含量有利于降低[Ti]的还原率。要控制钛较低的还原率,必须进行低硅操作。     

100 t 顶吹氧气转炉石灰石造渣炼钢技术的分析和工艺实践

通过石灰石造渣前期成渣机理的分析和转炉热平衡计算得出石灰石消耗为6.0t/炉时,需增加铁水消耗2.1t/炉,减少2.5t/炉废钢消耗,可保证石灰石炼钢终点温度和石灰炼钢终点温度一致。生产试验得出,石灰石造渣炼钢转炉终点碱度(3.3),终点温度(1662℃)、终点[C](0.081%)、[P](0.016%)、命中率(90%)和普通石灰造渣炼钢工艺一致,但降低转炉炉料成本10.4元/t钢,取得良好的经济和社会效益。     

三氧化钼替代钼铁转炉冶炼含钼钢的研究和应用

分析了转炉钢水中主要元素(C、Si、Mn、Fe)还原三氧化钼的热力学和动力学条件,讨论了转炉冶炼过程中三氧化钼的加入方式。并在80 t转炉用三氧化钼替代钼铁进行冶炼中碳冷镦钢SCM435(/%:0.35C,0.22Si,0.67Mn,0.003S,0.012P,0.97Cr,0.20Mo)的工业实践。结果表明,三氧化钼在转炉中具有良好的还原条件;为防止三氧化钼挥发,其应与抑制剂CaO混合加入以保证钼的收得率。工业试验结果表明,钼的平均收得率达到96.65%,吨钢成本降低5.1元,满足生产需求。