炼钢过程多相流及其反应动力学数值模拟研究

炼钢过程主要是通过喷吹手段来达到脱碳、脱磷、脱硫、去夹杂等冶金目的,其过程涉及极其复杂的气-金-渣多相流行为和反应动力学,对其研究揭示是实现高效炼钢和钢超洁净化的重要基础,数值模拟已成为解析炼钢过程现象和机理不可或缺的手段.本文结合前人的工作,总结介绍了作者在转炉冶炼和钢包精炼过程数值模拟方面的研究进展.通过对转炉冶炼熔池内渣-金-气多相流行为的数值模拟,揭示了熔池混匀、炉衬冲刷、金属液滴喷溅等重要物理现象,同时通过耦合冶金热力学,定量描述了转炉内脱碳、脱磷等反应过程,优化了转炉吹炼工艺;基于Euler-Euler模型,描述了钢包吹氩精炼过程钢液湍流脉动诱导气泡扩散和气泡上浮诱导钢液湍流等重要现象,并利用CFD-PBM模型描述了夹杂物运动、碰撞聚合及去除行为,发现了气泡-夹杂物湍流随机碰撞去除夹杂物的新机理,同时通过CFD-SRM耦合模型实现了钢包精炼多组分参与渣-金反应和脱硫行为的定量描述,揭示了钢液与顶渣的成分、底吹模式对脱硫效率的影响规律.针对钢包底喷粉脱硫新工艺,提出了底喷粉过程中顶渣-钢液、空气-钢液、粉剂-钢液、气泡-钢液多界面多组分同时反应模型,考虑了气-液两相流、粉剂传...     

环保型高磷铁水预处理脱磷剂的试验研究

为开发高效环保的高磷铁水预脱磷剂,利用FactsageTM软件绘制了Fe3O4-CaO-B2O3和Fe3O4-CaO-K2O三元相图,根据相图确定出B2O3系和K2O系脱磷剂成分的质量分数,然后在实验室进行脱磷试验,并与以CaF2为助熔剂的高磷铁水预脱磷试验结果进行了比较。结果表明:B2O3能够完全替代CaF2作为助熔剂进行高磷铁水的脱磷预处理,控制w(P)<0.1%,此时w(B2O3)/w(CaO)=0.16,用此种脱磷剂进行脱磷时,化渣良好且不产生泡沫渣,脱磷率也最高。而K2O系脱磷剂的脱磷效果较差。     

GA-BP的铁钢界面铁水温度预测

铁钢界面铁水温度对炼钢生产的控制与优化具有重要意义.因此,为了更加准确地获取铁钢界面铁水温度,本文采用较大样本构建了基于遗传算法(GA)优化的BP神经网络铁水温度预测模型.对影响铁钢界面铁水温度的因素分析,选取了出铁时间、预处理时间、重罐时间、空罐时间、出铁铁水温度、预处理后铁水温度、铁水质量7个关键因素作为模型的输入...     

包钢铁水脱硫站镁基脱硫技术的应用

本文介绍了镁基铁水脱硫的优势、引进技术的创新及实际应用。采用一套喷吹装置带两支喷枪的工艺方式,可保证脱硫扒渣能力130万t／a,并达到合同规定的终点脱硫效果：100％罐次终点硫含量≤0．010％,其中20％的罐次终点硫含量≤0．005％,工艺顺行,不会发生喷溅。     

铁水预处理粉剂用量优化的神经网络模型

铁水脱硫预处理是炼钢中的关键技术之一.在分析炼钢铁水预处理工艺流程基础上,研究了影响脱硫效果的各种因素,消化、剖析了目前比较通用的铁水脱硫预处理各类控制模型.对于铁水预处理粉剂模型,设计了BP人工神经元网络数学模型,并给出了在系统中的应用方案,使脱硫效果提高8%,符合现场实际生产需求,避免了过吹引起粉剂的浪费.     

炼钢工艺优化与实践

介绍韶钢第一炼钢厂在炉料结构、冶炼工艺和合金料使用方面的优化实践经验,优化后有效地降低金属炉料消耗、氧耗、石灰消耗和合金成本,达到降低生产成本的目的,取得了明显的经济和社会效益.     

高磷铁矿处理及高磷铁水脱磷研究进展

介绍了高磷铁矿选矿脱磷和炼钢脱磷反应机理研究的最新进展,对生产低磷钢的各个环节如铁水预处理,转炉冶炼,钢水炉外脱磷尤其是炉外脱磷的渣系组成及脱磷工艺进行了详细的论述.探讨了高磷铁水炼钢的可行性.     

降低转炉钢铁料消耗生产实践

阐述武钢炼钢总厂二分厂通过保持合理炉容比,合理配加废钢,优化转炉造渣工艺,控制转炉喷溅,加强转炉维护,应用转炉投弹式检测技术和自动炼钢技术,开发大流量底吹工艺等措施,降低转炉钢铁料消耗,已取得较好的经济效益.     

Q420B高强度角钢工艺研究与控制

介绍了Q420B高强度角钢的工艺研究与质量控制,认为通过采用合理的钒氮微合金化工艺和合理的冶炼、精炼、连铸工艺,能生产出质量和轧材性能均符合有关标准要求的Q420B高强度角钢。     

AOA炼钢过程控制系统的研发与应用

在不具备条件安装副枪这一重要检测手段的转炉上,开发实用炼钢数学模型,提高终点命中率,对于稳定转炉生产、提高产量、降低消耗具有十分重要的意义。鞍山钢铁集团公司根据自己的实际情况于2008年10月开始研制鞍钢炉气分析（AOA）炼钢过程控制系统。本文介绍AOA炼钢过程控制系统的组成及工作原理,着重l介绍基于质谱分析仪的转炉炉气分析技术在炼钢静态和动态模型中的全程应用及成果。AOA的成功应．用对于没有安装副枪的中小转炉的改造具有十分现实的指导意义。     

首钢京唐炼钢厂新一代工艺流程与应用实践

研究分析了现代化炼钢厂洁净钢生产技术,提出了以生产效率、制造成本和产品性能为核心的洁净钢生产技术理念。通过对新一代炼钢厂高效率、低成本、高质量钢铁产品制造功能的解析与集成,结合首钢京唐钢铁联合有限责任公司钢铁厂炼钢-连铸工艺的设计研究,应用动态精准设计体系,优化配置铁水预处理、转炉冶炼、二次精炼、连铸等单元工序,构建了基于动态有序生产体系的高效率、低成本、高质量洁净钢生产平台。     

铁水预处理炉外喷粉脱硫经验模型

铁水成分的复杂性及冶炼钢种的增多和炼钢低硫需求不断上升,使人工脱硫难以满足发展的需要。攀钢开展了自动化脱硫工作,针对不同脱硫剂,开发了相应的喷粉脱硫经验操作模型。对其在攀钢脱硫运用喷吹镁基脱硫剂的生产数据进行了线性回归,建立了其喷粉经验操作模型。讨论结果表明最佳粉剂单耗在8～10kg/t之间;最佳喷吹时间为18～21min之间;初始硫含量尽可能低;最佳喷吹速度在0.25kg/(min.t)左右。     

渣洗法铁水脱硅的工业试验

重庆钢铁股份公司开展了铁水渣洗脱硅的工艺试验,结果表明:采用渣洗法进行铁水脱硅,脱硅率可达52.69%;脱硅剂加入量、铁水原始硅含量及脱硅剂加入速度是铁水脱硅效果的主要因素。讨论了试验中铁水温降、脱硅渣泡沫化的问题。     

炼钢系统工序能耗的影响因素分析

根据历年全国重点钢铁企业和首钢转炉工序能耗变化,简述中国钢铁企业转炉炼钢节能技术进步和首钢转炉负能炼钢的情况。通过首钢北京、首秦和迁钢三地钢厂钢产量、炼钢工序能耗、转炉工序能耗及连铸工序能耗变化,阐述钢产量与不同工序能耗之间的关系。重点分析新旧折标系数、转炉煤气回收量等因素对转炉、炼钢工序能耗的影响。在对比分析国内先进转炉煤气回收量的基础上,指出转炉、炼钢工序的节能潜力,并提出基本对策和建议。     

宝钢铁水输送过程中温度预报传热模型的研究

利用二维传热模型对宝钢铁水从高炉到炼钢输送过程中的温度变化进行了仿真模拟计算。在模型中 ,采用了等效原理处理铁水罐车的传热过程。模拟的结果与实测值相吻合。     

铁水脱硫工艺开发的新进展

为提高钢质量,生产低硫钢,炼钢厂家一直在寻求各种有效的铁水脱硫方法,从简陋的铺撒法到高汪洋的喷吹法现已有十几种方法,与此同时,也在不断开发脱硫剂种类,从用CaO、CaC2发展到用以金属镁为主甚至单一用金属镁粒的脱硫剂。     

喷吹法和搅拌法铁水脱硫工艺成本的综合评估

分析比较了国内具有代表性的铁水预处理脱硫生产线的实际生产数据,以此为基础计算了相应的脱硫工艺生产成本。其中着重对喷吹颗粒镁脱硫工艺和KR法脱硫工艺的成本和实际生产效果进行了分析。     

Reaction mechanism of phosphorus with multi phase fluxes during hot metal dephosphorization

The formation of solid solution combined with tricalcium phosphate and dicalcium silicate could promote a considerable removal of phosphorus from liquid slag to solid during hot metal dephosphorization,and thus the dephosphorization by using multi phase fluxes could significantly decrease the consumption of lime. However,the reaction mechanism of multi phase fluxes has not been understood clearly.In the present study,the phase diagram for the CaO-SiO₂-FeO-P₂O₅ system has been measured with certain oxygen partial pressure at hot metal pretreatment temperature.Comparing with the CaO-SiO₂-FeO system,shrinkage of liquid phase area at higher FeO contents was observed at 1 673 K with oxygen partial pressure of 9.2×10^-11 atm.     

大型高炉转炉铁钢界面铁水温降分析

介绍了鞍钢大型高炉转炉铁钢界面工艺流程,分析了影响铁水温降和铁钢界面系统优化的因素。分析表明,铁水罐运行数量是影响温降的关键因素。通过采取优化鱼雷罐运行的措施,根据炼钢工序的生产节奏综合配备鱼雷罐,并对鱼雷罐的周转节点进行约束,匹配高炉铁水供应节奏,组织铁水调运,使鱼雷罐的平均周转次数提高到3.34次/日,运输过程温降达0.96℃/min。     

New bainite kinetics of high strength low alloy steel in fast cooling process

Based on Kolmgorov-Johnson-Mehl-Avrami analysis, a new bainite kinetics of high strength low alloy steel in fast cooling process was developed by utilizing different experimental methods.Upper bainite transformation morphological evolutions at a cooling rate of 8.3 K/s were directly observed by laser scan-ning confocal microscopy.This qualitative analysis suggests that bainite packet is more suitable to give a one-dimensional growth model if it is considered as a transformation unit.The nucleation rate of bainite packets in fast cooling process is assumed to give an a priori item.One-dimensional growth model with constant growth rate which is assumed as a function of cooling rate is adopted as well.Thus, the devel-oped new bainite kinetics is simple in expression and contains an adjustable parameter and an empirical pa-rameter.Experimental results show upper bainite and lower bainite transformations in fast cooling proces-ses.Their referential phase volume fractions are calculated by the expanded lever rule on the first deriva-tive dilatometer curves.For the similar transformation mechanisms, upper bainite and lower bainite are considered to give the same kinetics.With considering the Nakamura′s equation, the bainite kinetics is fit-ted with experimental data.Results show that bainite volume fractions and bainite transformation rates can be expressed precisely by the newly developed bainite kinetics.