冷却速率对KR脱硫渣中硫析出行为的影响

KR脱硫渣中主要成分(CaO)为转炉冶炼的优质造渣原料,通过氧化性气氛将渣中硫脱除后可将其用于转炉冶炼.但由于炉渣冷却制度不同,渣中硫的析出行为和赋存状态会发生变化,对炉渣氧化脱硫效果产生影响.基于此,以合成渣的形式探究冷速对KR脱硫渣中硫析出行为的影响,旨在明确KR脱硫渣中硫赋存状态及析出行为与冷却速率的关系,为后续...     

硫含量对KR脱硫渣中CaS氧化行为的影响

KR脱硫渣中主要成分(CaO)为转炉冶炼的优质造渣原料，但KR脱硫渣中含有质量分数为1.0%～2.5%的硫，直接将其代替活性石灰用作转炉造渣料回用于冶炼工艺会导致钢液增硫。因此，为了实现KR脱硫渣的氧化脱硫，分析渣中硫氧化行为随炉渣中硫含量变化的机理，通过实验室制取KR脱硫渣样品，采用SEM和XRD分析了氧化后炉渣的微观结构、矿物成分，采用红外碳硫分析仪测定了氧化渣样的硫含量。研究表明，在1 693 K,随硫含量增加炉渣脱硫率先增加后减小，炉渣脱硫率均达到80%以上；随硫含量增加氧化渣样中析出的硅酸盐固相质点数逐渐增加。     

铁水预处理KR脱硫渣特点和资源化处理工艺的开发

铁水预处理KR法脱硫产生的脱硫渣具有污染大,毒化性明显,渣处理工艺单一,可选择的处理工艺有局限性的特点,资源化利用难度较大。第二炼钢厂开发了加快脱硫渣冷却速度,促使渣罐内铁液急剧降温,CO快速析出和燃烧的KR脱硫渣去毒化工艺和用转炉液态渣-KR脱硫渣的改质热闷渣工艺,明显改善了工作环境,有效转化回收转炉渣中的氧化铁和实现KR脱硫渣的资源化利用。     

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...     

KR脱硫渣高温矿物组成及含硫相的析出行为

 KR脱硫渣是KR铁水预处理脱硫工艺的副产品,其磁选后尾渣中CaO质量分数大于50%。可将其用作优质造渣原料返回到转炉炼钢工艺中,降低转炉炼钢的原料消耗。但KR脱硫渣中的硫(w((S))=1.0%～2.5%)成为转炉冶炼循环利用的障碍,直接将其用于转炉冶炼会使钢中的硫含量增加。因此,根据工业KR脱硫渣的化学成分,以合成渣的形式对KR脱硫渣中矿物组成及含硫相的析出行为进行研究,旨在明确KR脱硫渣中各矿物相组成及炉渣中硫的析出行为和赋存状态,为后续通过氧化性气氛有效脱除KR脱硫渣中的硫提供理论参考。采用热力学数据库FactSage 8.0的Equilib模块对CaO-SiO₂-CaS-CaF₂基熔渣的凝固过程进行模拟,利用XRD、SEM-EDS对合成渣样品的矿物组成及微观形貌进行分析、检测。热力学计算结果表明,CaS的析晶温度为1 320 ℃,低于MeO#1相、MeO#2相及2CaO·SiO₂相的析晶温度。炉渣样品的面扫描分析结果表明,在实际凝固过程中,受残余液相黏度增大的影响炉渣中少量硫未能析出形成CaS晶体,则以非晶态的形式赋存在基质相中。KR脱硫渣主要由C₃S相、MeO#1相(CaO固溶体)、MeO#2相(MgO固溶体)、基质相和CaS相等矿物组成。炉渣中的硫主要以游离态CaS晶体形式赋存,少量以非晶态硫的形式赋存。炉渣中CaS晶粒主要沿着先析出的高熔点硅酸盐(C₃S)相边界析出。     

KR法与喷吹法两种铁水脱硫工艺的比较

对单喷颗粒镁、复合喷吹、KR法三种脱硫工艺在脱硫率、回硫、温降、扒渣铁损、耗时、成本和对转炉冶炼影响及原材料设备要求进行比较,分析了各自优缺点,并对降低脱硫成本和不同条件下钢厂采用适宜的脱硫工艺提出建议。     

KR脱硫渣矿物学特征及渣中硫行为

为提高KR脱硫渣的资源化利用水平,利用XRF、XRD、SEM+EDS对某厂KR脱硫渣的矿物学特征进行研究,并用热力学软件FactSage对渣中硫的赋存形式及析出规律进行研究。结果表明,采用石灰系脱硫剂的KR脱硫渣,渣中的主要矿物相为钙铝硅酸盐相、硅酸钙相以及尖晶石相。钙铝硅酸盐相为连续延伸的无定形状,表面光滑平坦,无孔隙和裂纹;硅酸钙相为无规则形状,且表面较为粗糙,有较多的孔隙和裂纹;尖晶石相尺寸大小不一,形状多呈不规则多边板形,少量? 欢ㄐ巫础５蔽露雀哂?220℃时,试验KR脱硫渣中的硫会以SO2的形式存在,CaS约在1220℃时开始析出,CaSO4在1160℃时开始析出,约在1100℃时,CaS和CaSO4的析出量不再随温度的降低而变化,且最终渣中析出CaSO4的较CaS高。     

单喷、复喷、KR法脱硫工艺在马钢的实践分析

介绍了单喷颗粒镁、复合喷吹、KR法脱硫工艺在马钢铁水预处理中的应用实践,对3种脱硫工艺在脱硫率、回硫、温降、扒渣铁损、耗时、成本和对转炉冶炼影响及原材料设备要求进行比较,分析了各自优缺点,并对降低脱硫成本和不同条件下钢厂采用适宜的脱硫工艺提出建议。     

单喷和复喷及KR法脱硫工艺分析

介绍了单喷颗粒镁、复合喷吹、KR法脱硫工艺在马钢铁水预处理中的应用实践,对三种脱硫工艺在脱硫率、回硫、温降、扒渣铁损、耗时、成本和对转炉冶炼影响及原材料设备要求进行比较,分析了各自优缺点,并对降低脱硫成本和不同条件下钢厂采用适宜的脱硫工艺提出建议。     

底吹氮工艺在KR法铁水脱硫工序的应用

介绍了在选择CaO为脱硫剂的情况下,KR法脱硫技术增加铁水罐(包)底吹N工艺,对提高搅拌头寿命,改善扒渣效果、降低扒渣铁损,提高转炉冶炼低硫钢(w(S)≤0.008%)的终点硫控制合格率等方面取得的成效。     

KR脱硫渣矿相及硫在渣中分布

 为探讨KR脱硫渣的脱硫机理,利用现场取脱硫渣,通过炉渣淬火实验,对渣中矿相组成和硫在渣中分布进行研究与分析。研究结果表明：KR渣主要位于CaO-SiO2-CaF2-CaS四元系,渣中含有单一的CaS相、以CaO为主的CaO-CaF2-CaS相和以CaO、SiO2为主的CaO-SiO2-CaF2-CaS相,且CaS相中的硫含量明显高于其他2种矿相。通过统计渣相中CaS相的面积分数,并结合炉渣总的硫含量,得出渣相中的硫主要以单一的CaS形式存在。因此,通过提高渣相中CaS相的面积分数,可提高炉渣硫含量。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

Smelting Oxidation Desulfurization of Copper Slags

 According to the mechanism of sulfur removal easily through oxidation, the process of smelting oxidation desulfurization of copper slags is studied, which supplies a new thinking for obtaining the molten iron of lower sulfur content by smelting reduction of copper slags. Special attention is given to the effects of the holding temperature, the holding time and CaF2, CaO addition amounts on the desulfurization rate of copper slags. The results indicate that the rate of copper slags smelting oxidation desulfurization depends on the matte mass transfer rate through the slag phase. After the oxidation treatment, sulfur of copper slags can be removed as SO2 efficiently. Amount of Ca2+ of copper slags affects the desulfurization rate greatly, and the slag desulfurization rate is reduced by adding a certain amount of CaF2 and CaO. Compared with CaF2, CaO is negative to slags sulfur removal with equal Ca2+ addition. Under the air flow of 0. 3 L/min, the sulfur content of copper slags can be reduced to 0. 00467% in the condition of the holding time of 3 min and the holding temperature of 1500 ℃. The sulfur content of molten iron is reduced to 0. 0008% in the smelting reduction of treated slags, and the problem of high sulfur content of molten iron obtained by smelting reduction with copper slag has been successively solved.     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

The rates of desulfurization of liquid iron by solid CaO and CaO-saturated liquid iron oxide at 1600‡c

The rates of desulfurization of Fe-O-S melts by CaO crucibles and by CaO-saturated liquid iron oxide have been measured at 1600 ‡C. It was found that irons containing 1.62 wt pct and 0.64 wt pct sulfur and 0.070 wt pct oxygen are desulfurized by a reaction with the containing CaO crucible which does not involve the formation of a CaS product layer. The rate of desulfurization reaction is controlled by diffusion of sulfur in the iron melt, and a value of 6.7 ±1.7 × 10^-5 cm² per second was obtained for the diffusion coefficient of sulfur in liquid iron. Iron containing 0.088 wt pct sulfur and 0.070 wt pct oxygen is not desulfurized by solid CaO. The rate of desulfurization of liquid iron containing 0.088 wt pct sulfur and 0.070 wt pct oxygen by CaO-saturated liquid iron oxide is significantly greater than that calculated on the assumption of diffusion control in the metal phase, and evidence is presented in support of speculation that the reaction rate is enhanced by Marangoni turbulence at the slag-metal interface. The addition of 4 wt pct CaF₂ to the CaO-saturated liquid iron oxide has no influence on the rate of desulfurization of the melt. A. Saelim formerly Lecturer, Faculty of Engineering, Prince of Songkla University, Thailand     

昆钢60Si2Mn弹簧钢冶炼实践

以昆钢炼钢厂开发60Si2Mn弹簧钢为实例,介绍了60Si2Mn弹簧钢冶炼的工艺流程：（KR）铁水脱硫预处理—50t氧气顶底复吹转炉-LF精炼。通过对LF精炼造弱碱性渣控制钢中夹杂物,KR法铁水预处理采用底吹氮气达到更好的处理效果等方法,对60Si2Mn弹簧钢冶炼过程中夹杂物、碳、磷、硫的控制进行了分析。