首钢京唐高炉渣脱硫性能研究

基于首钢京唐高炉的生产情况,对炉渣的脱硫性能进行了研究。通过配制不同成分的合成渣样以及不同硫含量的铁样,进行了炉渣黏度试验和脱硫试验,研究了温度以及不同成分对炉渣脱硫能力的影响。结果表明:高温有利于改善炉渣的脱硫能力;炉渣碱度升高,炉渣的脱硫能力增强;当炉渣Al2O3含量增加时可以适当提高Mg O含量以改善炉渣的脱硫能力。对比了不同硫负荷条件下硫在渣铁间的分配情况,硫负荷越低,铁水中硫含量越低。高炉生产应严格控制入炉硫负荷,使入炉硫量尽可能减少,有利于生产低硫铁水。     

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...     

含硼炉渣性能研究

本文研究了高炉型含硼炉渣的性能。B_2O_3在CaO-MgO-SiO_2-Al_2O_3渣系中起助熔剂的作用,能降低炉渣的粘度和熔化性温度。含硼高镁渣具有适于冶炼的粘度和熔化性温度,脱硫性能良好。炉渣碱度(CaO/SiO_2)仍然是判别硼镁渣脱硫能力的主要因素。硅、硼的还原规律相近,B_2O_3的存在促进了渣中SiO_2的还原。     

包钢特殊矿冶炼高炉渣脱硫的热力学和动力学

 通过对包钢特殊高炉渣脱硫热力学与动力学的实验研究,揭示了炉渣成分对硫分配比的影响规律,确定了脱硫反应的动力学参数。当渣中w(CaF2)低于22%时,对硫分配比的影响很小。保持炉渣碱度在110左右、将渣中w(MgO)由8%左右提高到11%~12%是提高炉渣脱硫能力、解决炉渣脱硫与排碱之间矛盾的有效措施。在本实验条件下,脱硫速率与时间之间有较好的线性关系,渣中硫的表观传质系数为109×10-3 cm/min(1 400 ℃)、123×10-3 cm/min(1 450 ℃)和145×10-3 cm/min(1 500 ℃),扩散活化能为682 kJ/mol。     

Ti(C,N)对高钛型高炉渣脱硫能力的影响

在生产渣样的基础上以焦炭为还原剂制备不同Ti(C,N)质量分数的高钛型高炉渣,在不同温度下进行了Ti(C,N)对硫在渣铁间分配系数L_S影响的试验。在本试验条件下,温度对高钛型高炉渣脱硫能力的影响远比Ti(C,N)显著。Ti(C,N)与炉渣的润湿性极好,能将炉渣离子吸附在其周围,降低其自由迁移的能力,在一定程度上降低炉渣的脱硫能力。但是Ti(C,N)以聚集状态不均匀分布于渣中,其能影响的范围有限,渣中绝大部分区域的自由氧离子并未受到显著影响。因此,Ti(C,N)对炉渣脱硫反应的热力学和动力学条件影响很小,在温度相同的条件下,Ti(C,N)质量分数升高虽然使炉渣的表观黏度显著升高,但是硫在渣铁间的分配系数L_S降低不明显。在Ti(C,N)质量分数相同的条件下,随着温度升高,脱硫反应的热力学和动力学条件均明显改善,硫在渣铁间的分配系数L_S显著升高。     

炉渣成分对COREX铁水脱硫效果的影响

 COREX熔融还原炼铁工艺具有污染小、能耗低、对冶金焦的依赖性低等优点,但存在着铁水中硫质量分数高的问题。为了提高COREX 3000工艺的脱硫效果,针对炉渣中w(CaO)/w(SiO2)、w(MgO)及w(MgO)/w(Al2O3)等指标对脱硫效率的影响进行了研究和实践。通过渣铁耦合试验研究了炉渣成分对脱硫效率和渣铁间硫分配比的影响规律,优化调控炉渣成分并得到适宜的炉渣成分范围。比较两种碱性氧化物对脱硫效率的影响程度,应当优先调整炉渣二元碱度至1.20～1.35,随后是炉渣的MgO质量分数,同时还要兼顾w(MgO)/w(Al2O3),适宜的w(MgO)/w(Al2O3) 为0.80～0.90。     

含TiO2炉渣离子团结构与脱硫能力的关系

两性氧化物TiO_2对炉渣离子团结构变化影响很大,由此也引起炉渣性质的变化,本文通过含TiO_2五元系炉渣离子团结构模型参数与炉渣性质的关系,探讨了炉渣离子团结构变化对该渣系脱硫能力的影响规律。     

CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-BaO渣系脱硫能力研究

为了探究温度、碱度(R)、MgO和BaO的质量分数对高炉渣脱硫能力影响,以酒钢现场高炉渣实际成分为基准,选取分析纯化学试剂配制实验渣样,采用双层石墨坩埚法研究了含钡渣系的脱硫能力,并考察BaO对脱硫动力学条件的影响。研究结果表明,增大高炉渣碱度,提高渣中MgO的质量分数均能使硫分配比增加,炉渣脱硫能力增强。渣中BaO的质量分数由0增加到4%,硫分配比先逐渐升高后略有降低,BaO的质量分数为3.5%左右时硫分配比达到最大值。BaO的质量分数增加使得熔渣中硫的传质系数增大,脱硫速率明显提升。     

高炉高铝炉渣性能研究

通过高炉现场取样和实验室配制渣样,研究了炉渣中Al2O3、MgO、R(2CaO/SiO2)、R(4(CaO MgO)(/SiO2 Al2O3))等对炉渣性能的综合影响。结果表明,随着高炉终渣Al2O3含量的提高,炉渣的熔化性温度上升、高温粘度增大、热稳定性变差、脱硫能力下降。较高的MgO含量与高的四元碱度R4可降低炉渣高温粘度、降低熔化性温度、拓宽高温低粘度区,提高炉渣脱硫能力。根据原料情况,马钢高炉炉渣Al2O3可达到17%左右,为马钢高配比使用外购高铝矿提供了依据。     

钒对高炉炉渣性能的影响

根据承钢高炉炉渣含钒高的特殊性,以现场渣为基准,研究了钒对炉渣黏度(η)、熔化性温度(Ts)和脱硫的影响。研究结果表明:随着V2O5含量的升高,炉渣呈短渣特性,炉渣黏度先升高后降低,炉渣熔化性温度持续降低。当温度高于熔化性温度时,适当增加V2O5含量,黏度降低,对生产有利。随着温度升高,炉渣黏度降低,温度越高,黏度变化越小。温度的升高有利于脱硫反应的进行,V2O5含量的变化对炉渣脱硫的影响不大。     

高炉低钛渣冶金性能的研究

阐述了含TiO_2<5％(MgO<4％)的低钛渣的冶金性能,并着重分析了重钢高炉的低钛渣的变稠、粘度、熔化性温度、稳定性,脱硫能力。实践和研究表明,低钛渣是一种新型的具有良好稳定性、较强的脱硫能力的高炉渣。TiO_2有稀释炉渣和降低熔化性温度的作用,可以取代部分MgO;渣中每增加1％TiO_2,MgO可降低1.5～2％。     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3-BaO渣系脱硫能力研究

为了探究温度、碱度（R）、MgO质量分数和BaO质量分数对高炉渣脱硫能力影响,以酒钢现场高炉渣实际成分为基准,选取分析纯化学试剂配制实验渣样,采用双层石墨坩埚法研究了含钡渣系的脱硫能力,并考察BaO对脱硫动力学条件的影响。研究结果表明,增大高炉渣碱度,提高渣中MgO质量分数均能使硫分配比增加,炉渣脱硫能力增强。渣中BaO质量分数由0增加到4%,硫分配比先逐渐升高后略有降低,BaO质量分数为35%左右时硫分配比达到最大值。BaO质量分数增加使得熔渣中硫的传质系数增大,脱硫速率明显提升。     

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。     

炉渣对含钒钛铁水/半钢预脱硫的影响

针对攀西地区铁水/半钢预脱硫效果差异的问题,理论分析了脱硫前后炉渣成分以及物相对脱硫的影响。分析结果表明,脱硫后渣中硫含量为高炉渣/提钒渣的4～5倍,脱硫渣中硫以CaS的形式存在,未发现MgS;半钢脱硫渣平均CaO含量较铁水脱硫渣少15%,FeO含量多9%;铁水预脱硫后渣中低熔点物相含量较少,主要是mCaO·nAl_2O_3(1 400℃),半钢脱硫渣中低熔点物相含量较多,主要是FeO(1 369℃)。增加脱硫剂喷入量,可以提高脱硫渣的固硫能力,减少回硫的发生。高炉渣和提钒渣作为顶渣进入预脱硫工序的渣量(以100 t铁水计)均在1～2 t。     

AOD炉渣熔化温度的实验研究

利用炉渣半球点测定法,测定了宝钢不锈钢分公司炼钢厂AOD炉（120 t）氧化期渣和终渣的熔化温度,研究了AOD炉渣熔点的影响因素。结果表明,对于AOD氧化期渣,碱度和氧化镁对炉渣熔点影响不大;渣中w(TFe)在97%～20%之间变化时,增加渣中全铁可使炉渣熔点明显升高;渣中w(Cr2O3)从225%增加到30%,可使炉渣熔点升高140 ℃。对于AOD终点脱硫渣,当R＝14～18时,炉渣熔点随碱度的增大而显著升高;脱硫渣R＝18时,w(CaF2)加入12%～13%则炉渣熔点显著降低;AOD还原渣R＝16时,w(CaF2)加入95%～10.5%可显著降低炉渣熔点。     

AOD炉渣熔化温度的实验研究

利用炉渣半球点测定法,测定了宝钢不锈钢分公司炼钢厂AOD炉（120 t）氧化期渣和终渣的熔化温度,研究了AOD炉渣熔点的影响因素。结果表明,对于AOD氧化期渣,碱度和氧化镁对炉渣熔点影响不大;渣中w(TFe)在97%～20%之间变化时,增加渣中全铁可使炉渣熔点明显升高;渣中w(Cr2O3)从225%增加到30%,可使炉渣熔点升高140 ℃。对于AOD终点脱硫渣,当R＝14～18时,炉渣熔点随碱度的增大而显著升高;脱硫渣R＝18时,w(CaF2)加入12%～13%则炉渣熔点显著降低;AOD还原渣R＝16时,w(CaF2)加入95%～10.5%可显著降低炉渣熔点。     

炉渣组分对CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O渣系与铁液间硫分配比的影响

针对高碱度高氧化铝的CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O六元渣系,通过在1 773 K温度下测定其与铁液间的硫分配比,研究该渣系的脱硫性能.利用偏最小二乘法回归分析,建立了可较好预测硫分配比的回归方程,利用回归方程分析了炉渣碱度(mCao/msiO2)、MgO、TiO2、Al2O3以及Na2O对硫分配比的影响.结果表明,当炉渣碱度大于2.9时,炉渣硫分配比均在140以上,表明该渣系具有较强的脱硫能力.在实验范围内,硫分配比随炉渣碱度的增加而提高.当碱度一定时,MgO对硫分配比的影响不大,TiO2、Al2O3均使硫分配比降低,其中Al2O3降低硫分配比较为明显.硫分配比随Na2O增加而增加,少量的Na2O即可明显提高炉渣的脱硫能力.     

高炉低钛渣脱硫能力的研究

本文对高炉炉料中配加8～10％钒钛磁铁矿冶炼时的炉渣脱硫能力进行了调查;并分别用渣铁直接平衡法和毛细管-熔池法测定了硫在渣液与铁水间的平衡分配系数和硫在渣液中的扩散系数。结果表明:含1～4％TiO_2的炉渣的脱硫能力比普通炉渣的好。原因是炉渣中含有少量TiO_2后,其微观结构缺陷增多,渣的流动性变好,从而使硫在渣中的扩散条件得到了显著改善。     

生铁的脱硫与硫化机制的研究

对碳饱和生铁的脱硫与硫化机制及硫在渣铁中的分配进行了研究。结果表明,铁中硫被炉渣脱除及渣中硫对生铁硫化不是一个简单的可逆过程,其反应机制是不同的。在相同的条件下,硫在渣铁中的分配系数,脱硫过程的小,硫化过程的大,证明炉渣具有很大的吸硫潜力。同时还研究了铁样加入方式,渣铁反应时间和炉渣碱度对脱硫与硫化的影响。     

鞍钢高炉渣脱硫能力研究

针对鞍钢鲅鱼圈高炉进口矿比例高,炉渣ω(Al2O3)偏高的特点,利用实验室配渣和现场高炉渣研究了炉渣化学成分对脱硫性能的影响,并分析了适宜炉渣脱硫能力给高炉生产带来的益处。研究结果表明,提高炉渣碱度与提高ω(MgO)都可以提高炉渣脱硫能力,而且后者效果强于前者;炉渣ω(Al2O3)小于14%时,不论炉渣碱度高低,ω(Al2O3)对脱硫能力影响不大,当ω(Al2O3)超过16%后,脱硫能力明显变差,维持或适当降低炉渣脱硫能力均可降低高炉燃料消耗和使用廉价高硫煤种。