振动钢包下渣检测技术

介绍了钢包下渣检测技术发展现状，提出了基于振动原理的钢包下渣检测技术，对钢包下渣振动信号的分析处理方法进行了较详细论述，并简单介绍了振动钢包下渣检测的监测过程。     

在线监测系统在锰渣库安全环保监管中的应用

通过锰渣库安全环保隐患现状分析,探讨加强在线监测系统在锰渣库的应用,确保渣库运行安全,提高渣库安全管理管理水平和运行效益,为锰渣库管理提供参考建议。     

高炉铜冷却壁炉墙监控

介绍了高炉铜冷却壁的一种监控方法，实现了对铜冷却壁炉墙热面温度和渣皮厚度进行监控和高炉炉墙内型的可视化。从实践的角度证明了铜冷却壁炉墙监控的必要性，给出了本监控方法的实现思路。在对铜冷却壁前段渣皮进行监控的过程中发现：通过监控可以在操作过程中防止铜冷却壁裸露、结瘤等异常发生；通过调整高炉操作维持适当厚度的渣皮，能实现高炉长寿和高效的结合，最优化高炉操作和最大化高炉生产。     

转炉留渣操作预警系统开发与应用

本文概括介绍转炉留渣操作工艺特点,系统分析留渣操作工艺操作过程中存在的不安全因素。详细阐述利用自动化系统软件资源对转炉留渣操作进行全过程监控的方法,并简要分析了留渣预警系统可以在一定范围内提高生产过程的安全性,具有显著的间接经济效益和社会效益等特点。     

转炉溅渣护炉改质剂的开发研究

影响转炉溅渣护炉效果的关键因素是终渣成分的控制,采用改质剂对转炉终渣成分进行调整,降低渣中FeO含量和炉渣温度,提高MgO含量和炉渣熔点及粘度,有利于改善炉渣与炉衬的粘结效果,并提高溅渣层的耐蚀性能,缩短溅渣起孕时间,在一定程度上抑制炉渣中铁的氧化物与炉衬中石墨的反应.     

高炉渣微观结构对其冶金性能的影响

高炉渣属于多元硅酸盐体系,在高温状态下处于熔融状态,在一定状态下物质的微观结构决定了其宏观性质。综述了高炉渣微观结构的研究现状,并分析了其对炉渣流动性和脱硫能力的影响。高炉渣化学组分主要分为网络形成子与修饰子,网络结构主要由硅氧四面体构成。CaO和MgO为网络修饰子,增加其含量,可使炉渣中自由氧离子浓度提高,降低炉渣中复杂阴离子的聚合度,破坏硅酸盐网络结构,从而炉渣黏度降低;但是碱度或MgO含量过高,也会导致炉渣中高熔点矿物增加,炉渣黏度增大。Al_2O_3、TiO_2根据其含量不同在炉渣中起的作用不同。在一定的含量范围内,Al_2O_3和TiO_2为网络修饰子,起到降低炉渣黏度的作用;随着Al_2O_3和TiO_2含量的增加,两者均会成为网络形成子,使炉渣的黏度增大,流动性变差。随着炉渣碱度或MgO含量的增加,炉渣中复杂离子团受到破坏,炉渣脱硫反应得到提高;但其含量过高时,高熔点物质增多,炉渣流动性变差,脱硫能力降低。通过深入研究高炉渣微观结构,可以更好地理解炉渣化学成分和冶金性能之间的关系,为确定合理的造渣制度提供理论依据。     

不同工艺参数下电渣重熔过程的数值模拟

为研究工艺参数对电渣重熔过程的影响,建立了能够考虑电磁现象并耦合动量和热量传输的三维瞬态数学模型,运用商业软件Fluent进行了模拟研究,计算值与测量值吻合较好。模拟结果表明:在极间距相同的2种工况下,监测点的电流密度值基本相同,说明当渣池深度变化时,可以通过调节电极浸入深度,以符合设定的操作制度。电势降主要发生在渣池区域,渣金界面处的电压仅为0.1V;焦耳热最大值出现在电极端角与渣池接触区域,最小值出现在渣金界面;电磁力最大值出现在电极边角附近,随着纵向深度增加,轴向分量越来越小。极间距为20mm时,电极端角与渣池接触区域的速度和温度均出现最大值,金属熔池深度也最大,其大小分别为0.045m/s,2 250K,41.5mm。     

转炉造渣微机监控技术的应用

介绍转炉造渣微机监控技术在８ｔ转炉上的应用情况，指出前一炉留渣量，操作水平，铁水装入量，氧枪供氧压力等是影响造渣曲线的主要因素。控制好造渣曲线，可减少或避免炉渣喷溅和返干，有助于实现炼钢标准化操作和提高经济效益。     

铁尾矿对矿渣纤维制备中熔体流动性的影响

 为了探究以铁尾矿为调质剂制备高炉渣基矿渣纤维的可行性及最佳工艺参数，测定了不同铁尾矿添加量时调质高炉熔渣的变温黏度，研究了铁尾矿添加量对调质高炉熔渣黏度、流动度、质点移动活化能及渣系结构的影响。结果表明,随着铁尾矿添加量的增加，调质高炉熔渣的黏度逐渐增大，流动度逐渐减小；渣系质点移动活化能随着铁尾矿添加量的增加呈先增大后减小再增大的趋势；综合考虑矿渣纤维的质量和成纤条件的可行性，调质剂铁尾矿的最佳添加量为20%。     

转炉渣与镁质耐火材料的润湿机制

 采用静滴法研究了2种情况下转炉渣与炉衬耐火材料的润湿性。当转炉渣与耐火材料直接接触时,转炉渣不熔化,当用刚玉坩埚将两者隔开时,界面处发生反应性润湿,动态接触角随温度升高而单调减小,铺展面积随时间成线性增加。渣中FeO含量由于镁碳砖基板表面的碳及中间产物CO的还原而降低,导致炉渣熔化性温度升高而未熔化。液态熔渣沿镁碳砖表面的气孔和裂纹向基体内扩散、渗透,渣中铁氧化物与镁碳砖机体内的MgO反应生成含高熔点相的黄色渗透层,起到保护炉衬的作用,从而解释了炉渣与耐火材料的粘附机制,为优化溅渣护炉工艺,合理调整炉渣成分和选择耐火材料等工艺操作提供理论依据。     

基于视频图像的连铸大包下渣特征提取方法的研究

 通过机器视觉与工人肉眼的类比,设计了一种基于视频图像的连铸大包下渣检测系统,利用该系统进行了连铸大包下渣特征提取方法的研究。构建了系统平台,通过软硬件进行视频图像信号的采集与处理,实现对连铸大包下渣过程的实时在线监控,无长水口保护套时进行钢流边缘的下渣特征提取与分析,有长水口保护套时进行液面平均灰度变化、结构相似度、统计特性的多参数以及三特征综合分析的下渣特征提取与分析。工业现场试验表明：该系统具有易于安装维护、自动化程度高、使用寿命长、成本低、非接触式检测、有一定的下渣检测成功率等优点,可有效地减少下渣量,提高钢水收得率,降低中间包的存渣厚度,有较高的使用价值。     

使用菱镁石调整渣型和使用铝渣型冶炼锰硅合金生产的探讨(Ⅱ)

论述了使用菱镁石调整渣型生产锰硅合金的特点。采用钙镁渣型,炉渣中MgO含量控制在16%～18%,CaO含量控制在12%～14%;采用镁渣型,炉渣中MgO含量控制在18%～21%。增加渣中MgO含量可提高元素的还原效率,提高炉温,降低炉渣黏度,而相对于钙渣型,可提高硅的利用率,减少焦炭和硅石用量,同时降低渣中跑锰;使用铝渣型(与钙渣型和镁渣型相比)会有更高的炉温,硅的利用率和元素回收率增加,若原料搭配合理,使用铝渣型生产锰硅合金可不另配入硅石。通过比较得出:配入菱镁石调整渣型冶炼锰硅合金是完全可行的。     

CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系脱磷行为

利用Factsage软件计算了Al2O3含量对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系熔点和黏度的影响,并通过实验研究了在1 400℃时,CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系对高磷铁水脱磷行为的影响.结果表明:渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间时,随着A12O3含量的增加,渣系的熔化温度迅速降低,进一步增加渣中的A12O3含量,渣系的熔化温度逐渐增加;Al2O3对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系的黏度影响不大;渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间变化时,渣系脱磷能力变化不是很大,脱磷率维持在91％左右,进一步增加渣系中A12O3的量,脱磷率逐渐下降;Al2O3对脱磷率产生影响可能是其改变了炉渣中液相所占比例,进而影响磷从铁水中向液相渣的传质过程.     

高铝高炉渣系的熔化特性

 为了掌握高Al₂O₃条件下(w(Al₂O₃)为15%以上)高炉渣系的熔化特性,利用差式扫描量热仪分析了不同w(MgO)/w(Al₂O₃)、碱度(R)以及w(Al₂O₃)对高铝高炉渣的熔化温度及熔化热的影响。试验结果表明,炉渣熔化开始温度为1 248～1 291 ℃、熔化结束温度为1 432～1 485 ℃、熔化热为137～211 J/g;当w(Al₂O₃)=15%、高w(MgO)/w(Al₂O₃)时,发生了共晶逆反应,导致高炉炉渣熔化开始温度逐渐降低,但由于高炉炉渣的液相线温度基本未变,所以炉渣熔化结束温度基本未发生改变;w(Al₂O₃)为20%时,随着w(MgO)/w(Al₂O₃)的增加,炉渣中易生成熔点较高的镁铝尖晶石,导致高炉炉渣熔化开始温度逐渐增大,与此同时,炉渣液相线温度逐渐降低,导致炉渣熔化结束温度逐渐降低;随着碱度R的增加,高炉炉渣中生成了具有高熔点的化合物、炉渣的液相线温度升高,使得高炉炉渣的熔化开始温度逐渐增加、炉渣熔化结束温度逐渐升高;随着w(Al₂O₃)的增加,发生了共晶逆反应,故炉渣的熔化开始温度逐渐降低,而随着w(Al₂O₃)的增加,炉渣中键能较大的Al—O键增多,需要在更高温度下才能实现炉渣的最终熔化,即熔化结束温度逐渐增加;随着w(MgO)/w(Al₂O₃)、R以及w(Al₂O₃)的增加,炉渣熔化热逐渐增多。分析认为,随着R的增加,炉渣中有高熔点化合物的生成,熔化热增加;随着炉渣中w(Al₂O₃)的增加,炉渣中Al—O键增多,解聚破坏熔渣结构消耗的热量增多;而随着w(MgO)/w(Al₂O₃)增加,高熔点化合物的生成或熔化开始温度降低,造成熔化热增加。     

Effects of transition metals on the kinetics of slag-refractory reactions

The dissolution kinetics of dense alumina discs in calcium aluminosilicate based melts was determined with a rotating disc technique at 1560 °C to 1590 °C, under a controlled atmosphere of Ar-CO-CO₂. The effects of rotation speed and the concentration of iron and manganese oxides on the dissolution rate of alumina into slags were measured by monitoring the concentration of species in the slag. Analysis of the results obtained indicated that at low concentrations of these transition metal oxides in 53 pct CaO-5 pct MgO-12 pct SiO₂-30 pct Al₂O₃ slags, the dissolution rate is most likely controlled by mass transfer in the slag phase. The rate data obtained also showed that the addition of iron oxide or manganese oxide results in considerable increase in the mass transfer by increasing the apparent diffusivities of species in the slag. Comparison of these results with published data on the diffusivities of species in similar slags are made and practical implications of the findings are briefly discussed.     

使用菱镁石调整渣型和使用铝渣型冶炼锰硅合金生产的探讨(Ⅰ)

论述了使用菱镁石调整渣型生产锰硅合金的特点。采用钙镁渣型,炉渣中MgO含量控制在16%～18%,CaO含量控制在12%～14%;采用镁渣型,炉渣中MgO含量控制在18%～21%。增加渣中MgO含量可提高元素的还原效率,提高炉温,降低炉渣黏度,而相对于钙渣型,可提高硅的利用率,减少焦炭和硅石用量,同时降低渣中跑锰;使用铝渣型(与钙渣型和镁渣型相比)会有更高的炉温,硅的利用率和元素回收率增加,若原料搭配合理,使用铝渣型生产锰硅合金可不另配入硅石。通过比较得出:配入菱镁石调整渣型冶炼锰硅合金是完全可行的。     

钢包卷渣临界底吹流量规律的水力学模拟研究

用水模拟钢水、油模拟钢渣,通过水力模型研究了底吹钢包中的临界卷渣流量.结果表明,临界卷渣流量随渣层厚度的增加而减小,随粘度的增加而增大,通过分析渣-钢界面的速度分布和能量平衡,对以临界流量作为卷渣发生的判定条件的准确性进行了检验.采用因次分析得到了底吹钢包临界卷渣流量的无因次表达式Qcr∝(Δρσ/ρ2s)0.35(μs/μm)0.3(Hs/Hm)-0.42,利用该表达式计算了实际钢包卷渣的临界流量,分析了影响因素,建议110 t钢包进行钢水弱搅拌净化操作时最大底吹流量为QN＝240 L/min.     

Study of penetration and corrosion of olivine–periclase and periclase based tundish DVMs by molten slag

Abstract

To enhance the billet caster tundish life, this study examines the relevance of the replacement of regularly used olivine–periclase based mixes by purer MgO containing dry vibe mass (DVM). After service, tundish working lining samples were studied by scanning electron microscopy energy dispersive spectroscopy to understand the influence of MgO saturation of the adhering slag and working lining interaction with the infiltrated slag. The result showed that the tundish working lining was penetrated and corroded by the molten slag for both DVM recipes. However, an increase in MgO content in the DVM exerted a chemical filtration to the molten slag, and the higher concentration of periclase dissolved into the slag, forming a saturated layer at the slag/refractory interface that resulted in the restriction of further slag penetration, probably due to an increase in the slag viscosity.     

半齿圈渣气孔缺陷的影响因素及解决措施

分析渣气孔缺陷产生的位置及形式,根据现场实际条件,完善铸造工艺方案,改变浇注系统形式、提高浇注温度、设置集渣槽等措施,并加强操作过程控制,较好的解决了渣气孔缺陷。     

温度对CaO-SiO2-Al2O3-MgO高炉渣系Al2O3活度的影响

 Al₂O₃作为熔渣中的主要组元之一,其对熔渣的冶金性能的影响尤为突出。对于高炉炼铁而言,高炉渣中Al₂O₃增加会对炼铁及脱硫造成不利影响。然而,随着中国钢铁工业的不断发展,相对低廉的高Al₂O₃进口铁矿石使用量不断攀升,使得高炉渣中Al₂O₃含量明显增加,高炉渣中Al₂O₃质量分数往往大于15%,更高的甚至大于20%。目前关于高Al₂O₃高炉渣系中Al₂O₃组元的热力学性质(例如采用参考渣法测定Al₂O₃的活度)及其对炉渣冶金性能的影响等研究鲜有报道,而温度是影响冶金熔渣冶金性能的重要热力学因素之一,因此探讨温度对冶金熔渣中Al₂O₃组元活度影响的规律不仅具有重要的研究意义,同时也为现场实践提供坚实的理论依据。采用参考渣法对1 773～1 873 K温度条件下CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO高炉渣系Al₂O₃活度进行测定,并采用Raman光谱对熔渣的结构进行检测。考察了温度对CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO高炉渣系Al₂O₃活度的影响。结果表明,随着温度的增加,熔渣中Al₂O₃的化学势降低,熔渣与铜金属熔液之间的反应向右移动来达到新的平衡,因而Al₂O₃的活度随着温度的增加逐渐降低。温度的增加使熔渣中Al₂O₃与碱性金属氧化物发生反应,使钙铝酸盐(CaO·Al₂O₃和CaO·2Al₂O₃)和镁铝酸盐(MgO·Al₂O₃)等复合物生成量增加,此时熔渣的结构由于O2-的增加而逐渐发生解聚,熔渣中的自由Al₂O₃减少,从而导致Al₂O₃活度逐渐降低。