矿热炉内镍铁还原过程电流密度分布与温度场的有限元分析

矿热电炉埋弧还原焙烧渣过程是利用"回转窑焙烧—电炉熔炼法"(RKEF法)冶炼镍铁合金工艺中的关键环节.本文建立了矿热炉熔炼镍铁过程中三维多物理场的数学模型,模型中采用Maxwell方程、Joule定律结合能量方程,对矿热炉内料层、渣层和产品层的一体化系统进行电磁行为和传热过程有限元分析.由于料层中电极下方坩埚区对熔炼过程有重要影响,在炉体建模时,建立比圆柱形更复杂的碗型坩埚区模型,采用结构化网格,使计算结果更接近生产实际.本研究着重分析了炉内电流密度分布规律,并且考查了电极直径、极心圆直径和炉膛高度对温度场分布的影响.结果表明:流经电弧时电流密度较高,成发散状,进入渣层后电流密度减小并重新分布;渣层和料层的交界区域为主要的产热区域;高温区集中在电极底端与坩埚区,料层内温度梯度大;渣内温度呈分层分布,纵向温度梯度大于径向温度梯度;镍铁层温度分布较为均匀;减小电极直径可以使炉内温度升高,但制约电极直径无限减小的因素是电极承载电流能力;减小炉体高度可以使炉内温度升高,但炉体高度也要受产量因素制约.     

电熔再结合镁铬砖的精炼渣浸实验

用试样旋转法在1600℃下实验研究了CaO－SiO2－Al2O3－MgO－CaF2（3％）型精炼渣组成对电熔再结合镁铬砖的侵蚀影响．结合渣浸试样的电镜分析，结果表明，随渣碱度（CaO／SiO2）的增大，试样的侵蚀增加；碱度大于1．8时，试样在冷却过程中粉化．由于尖晶石保护层的生成，渣中Al2O3含量的增加能沽少侵蚀．随渣中MgO含量的增加，试样的侵蚀减少，在此基础上，讨论了对提高镁铬砖炉衬有利的炉外精炼造渣制度．     

煤气发生炉氧化层厚度和渣层高度检测装置(UWM)通过省级鉴定

UWM 装置是检测煤气发生炉炉内氧化层厚度和渣层高度的装置,用于检测炉内壁外层1.6米长沿垂直方向的温度分布,根据测得的互成90°角的四个方向的温度分布曲线用微型计算机进行识别、判断,以显示出炉内氧化层高度和渣层厚度,并可在出现不正常工况时自动报警。该装置由华东冶金学院自动化系徐春山副教授研制,江苏泰兴自动化仪表厂试制,并经     

马钢300 t转炉炉渣成分对溅渣效果的影响

为获得良好的溅渣护炉条件,基于马钢300 t转炉生产实际研究了转炉炉渣的碱度、Fe₂O₃含量、MgO含量对炉渣液相线温度、黏度-温度曲线和析晶矿相的影响规律。研究结果表明,碱度在2.0-4.0范围内增加时,炉渣液相线温度单调增加,黏度-温度曲线在高温段内基本不变,低温段内有所增加;Fe₂O₃含量对黏度-温度曲线影响较大,Fe₂O₃含量在20-40%范围内增加时,炉渣液相线温度单调递减;MgO含量在3-9%范围内增加时,炉渣液相线温度呈现先降低后升高的趋势,黏度-温度曲线基本不受MgO含量影响。最终,得到合适的炉渣条件为碱度R=2.6-3.0、Fe₂O₃=26-30%、MgO=3-6%。     

冲天炉炉况检测与控制方法的探讨

冲天炉熔炼过程中需要检测和控制的工艺参数较多,但在实际生产中炉况控制的核心是熔炼过程中对底焦高度波动情况及时而准确地判断。它不仅是配料加料和供风系统调节与控制效果的体现,而且也直接影响了铁水温度、成分和熔化率等技术经济指标的优劣,保证炉况长期稳定。本文通过对底焦内热工与冶金过程特点的理论分析,找出与底焦高度变化有明显关系的铁水过热程度,炉气阻力和成分变化等三方面的特点和规律性,作为间接地综合判断底焦高度相对变化的依据。文中简要地介绍在试验冲天炉上安装炉况控制的三种测试装置;过桥处铁水连续测温装置;炉身处炉气连续抽气分析装置;开设在底焦顶面附近的测压孔装置。根据熔炼过程中所测数据进行综合性地对比分析,说明底焦高度变化的规律性。为我国大量中、小型冲天炉探索出一种简易可行的,准确性较高的间接测试与判断底焦高度和控制与调节炉况的方法。     

反射炉熔渣在鼓风炉还原熔炼中的应用

脆硫铅锑矿采用传统的烧结焙烧-鼓风炉还原熔炼工艺生产提取粗合金,在其还原熔炼过程中,利用反射炉熔渣中含有大量的碱(NaO:5%～8%)来降低熔炼温度,提高鼓风炉渣的流动性,提高鼓风炉内的还原性能,降低鼓风炉渣品位,提高金属回收率。     

应用EAF-LF-VD工艺路线生产纯净钢的过程控制技术

概要论述了EAF-LF-VD工艺路线下,纯净钢生产的过程控制和基本技术要点。钢中[P]、[S]、[O]的控制应抓住EAF炉、LF炉温度条件、熔池条件,选择合理的脱氧制度、吹Ar模式、渣系组成,强化造渣与传质,其含量可控制在工艺设定值以内。钢中[H]、[N]的控制重点在VD炉操作和工作参数控制。钢中夹杂物的控制贯穿初炼-精炼-脱气过程,使得钢中的T[O]不断降低,经过变性、聚集、上浮、渣系吸附,净化钢水。     

脆硫铅锑矿精矿的还原造锍熔炼

采用富含氧化铁的黄铁矿烧渣作为固硫刺的铅、锑、铋还原造锍熔炼方法，对脆硫铅锑矿精矿还原造锍熔炼的工艺进行了研究，考察了温度、添加剂加入量、烧渣加入量等对还原造锍熔炼工艺的影响，得出最佳工艺条件为：先在900℃下反应，再升温到1i200℃过热放渣；烧渣加入量为理论量的100％～105％；添加剂与苏打质量比为10％，无水硫酸钠为13％(质量分数)．在最佳条件下，锑直收率为83．26％，铅直收率为68．50％，固硫率为98．97％，但约有15％的铅和30％的银分散在铁锍中．     

液态排渣炉燃烧过程的数值模拟

针对一台液态排渣旋风炉在不同配风方案下炉内燃烧过程和NOx分布进行三维数值模拟分析,建立液态排渣旋风炉内的流动和燃烧的数学模型,针对近壁燃烧的情况采用trap方式对炉内随气流运动的颗粒进行壁面捕捉.计算结果详细描述炉内的流场组织、温度场、氧气质量分数及不同配风情况下的NOx分布情况,并与该炉运行实验数据进行比较验证.计算结果显示,3种配风方式下液态排渣炉的燃烧均较为完全;相比较其他配风方式而言,分级配风方式下燃烧温度场分布更为均匀,顶部旋流二次风和切向二次风的共同作用加强了炉内气流的扰动,强化了炉内燃烧,使得整个炉膛的温度水平均维持在较高温度段,能够提供足够高温的烟气以满足裂解要求;同时下2层二次风强化了炉内水煤浆颗粒的燃烧,能够更好的抑制NOx的生成,采用分级配风方式下炉膛出口NOx质量浓度可低至684mg/m3,可以有效减少NOx排放.     

大排距双层送风在大型冲天炉上的应用

通过炉型改造和熔炼工艺控制,在溶化率为7吨/小时,焦铁比为1:8的条件下,使冲天炉出炉铁水温度稳定在1450℃以上,温度波动范围为1450～1470℃,平均出铁温度为1460℃,最高温度达1503℃,渣中FeO45％,Si、Mn烧损合乎国家标准要求,在小型冲天炉方面达到了国家先进水平。     

密闭直流电弧炉钛渣生产还原剂碳因素分析

密闭直流电弧炉冶炼钛渣所用原料主要为钛铁矿和无烟煤,利用无烟煤中的碳高温冶炼还原.钛渣冶炼过程中,控制直流电弧炉入炉物料中无烟煤用量与钛铁矿用量的比例,使生产过程在密闭直流电孤炉输入功率保持一定、钛铁矿成分相对稳定的条件下,以获得良好的钛渣产品品质.无烟煤比例过大,产品钛渣中TiO2的含量下降,同时会增大熔渣的还原度,渣中低价氧化物的量增多,导致熔渣黏度和电耗增加.如果无烟煤比例偏小,达不到需要的还原度,碳最大可能的消耗在FeO的还原上,直接影响产品品质.当无烟煤比例达到一定程度,继续提高该比例,抑制了FeO的还原反应,杂质还原后富集进入渣相,使钛渣中TiO2受到稀释而贫化,不能提高钛渣的品位.在功率一定的条件下,入炉物料中无烟煤比例成为影响钛渣品位高低的关键因素.以云南某密闭直流电弧炉熔炼周期的生产数据得到其冶炼中无烟煤配碳比为12.403％.     

Direct Current Electric Arc-Electroslag Ladle Furnace

In order to solve the high consumption problem of small capacity ladle furnace (LF), the operation principle and control method of the DC arc and electroslag heating ladle furnace are introduced. With only one arcing electrode, the distance between the arc and the wall of ladle is enlarged, and consequently the consumption of the ladle refractory is decreased. In the invention, a signal electrode is embedded in the refractory lining of the ladle, which contacts directly with the liquid steel and the ladle shell. TWo graphite anode ends are submerged in the slag layer. The signal electrode is used as voltage reference during refining process. The electroslag voltage between anode end and liquid steel is applied to control the depth of anode end in the slag layer during the refining process with this ladle furnace.     

马钢电弧炉弹簧钢60 Si2 MnA氧含量技术可行性研究

针对马钢100t电弧炉EAF→LF→RH生产弹簧钢60Si2Mn A的冶炼生产工艺流程,采取系统的取样、综合分析弹簧钢冶炼过程中全氧变化规律及影响因素,结果表明:在电弧炉-LF精炼-RH真空处理中,全氧含量基本是逐渐降低的;通过精炼全程底吹氩气,采用顶渣操作和高碱度(R=3.5)精炼渣,来降低渣中氧化物的含量及活度,均有利于降低弹簧钢中的全氧含量;钢水中氧含量最终可以控制在10ppm以内;     

多功能调渣剂在电炉冶炼中的试验研究

对ZY型电炉多功能进行了调渣剂工业性试验。实践表明炉渣泡沫化效果显著,冶炼电耗相对降低4（kW·h）/t;炉渣TFe下降幅度较大,相对降低率达10%￣20%。从理论上探讨上述效果的机理。认为随着电炉生产效率和比功率的不断提高,在电炉冶炼过程中采用一种既能使炉渣泡沫化,又能降低炉渣TFe的电炉多功能调渣剂十分必要。     

二氧化硅在硅锰合金冶炼中的热力学行为

在长期冶炼硅锰合金实践的基础上 ,探讨了SiO2 还原过程的热力学行为 ;并提出了影响SiO2 还原的主要因素有 :炉渣碱度、炉温等。指出提高炉温、选择合适的炉渣碱度、减少石英基SiO2 的加入比例 ,可以促进其还原。     

马钢4000m^3高炉高Al2O3炉渣渣系优化实验研究

以马钢现场高炉渣样为基准,研究w（Al2O3）=15％～20％的高炉炉渣性能。结果表明,在目前的冶炼条件下,马钢第三炼铁厂炉渣中的w（Al2O3）不宜超过18％,w（MgO）不宜超过12％。在高温区,MgO对炉渣性能的影响大于Al2O3,低温区相反,并提出了合理的渣系组成。     

多功能调渣剂在电炉冶炼中的试验研究

研究了ZY型电炉多功能调渣剂工业性试验实践。表明炉渣泡沫化效果显著,冶炼电耗相对降低4（kW.h）/t;炉渣TFe下降幅度较大,相对降低率达10%-20%。从理论上探讨上述效果的机理。认为随着电炉生产效率和比功率的不断提高,在电炉冶炼过程中采用一种既能使炉渣泡沫化,又能降低炉渣TFe的电炉多功能调渣剂十分必要。     

Thermodynamic analysis on the formation mechanism of MgO·Al_2O_3 spinel type inclusions in casing steel

MgO·Al2O3 spinel type inclusions in casing steel were analyzed by scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS).The results show that there are three forms.One is pure MgO·Al2O3 spinel,another is the composite oxide of the Mg-Al-Ca-Si-O system,and the third is the complex with oxide as a core covered by sulfide.The formation mechanisms were studied.The influences of slag basicity and vacuum degree on the magnesium content during the vacuum treatment of molten steel and furnace ...     

红格矿深还原一熔分过程及钒、铬走向的研究

深还原一熔分固相还原后的金属化球团生产钒铬生铁是利用红格矿的途径之一．由于V2O5与CrO3,的赋存、分布以及冶炼过程中的走向基本一致,综合回收利用二者可一起考虑．为了提高钒、铬回收率,实现钛和铁的有效分离,通过单因素试验考察了在氩气保护下,配料的碱度、深还原一熔分温度和配碳量对熔分过程和钒、铬走向的影响．结果表明,当熔渣碱度为1.2,配碳量为0.5％,熔分时间为15min,熔分温度为1610℃时,渣铁的分离效果较好,且有利于钒、铬熔于铁相．     

Thermodynamic calculation on the smelting slag of direct recycling of electric arc furnace stainless steelmaking dust

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＥｌｅｃｔｒｉｃａｒｃｆｕｒｎａｃｅ (ＥＡＦ)ｄｕｓｔｈａｓｂｅｅｎｃｌａｓｓｉｆｉｅｄａｓａｈａｚａｒｄｏｕｓｗａｓｔｅｄｕｅｔｏｉｔｓｈｉｇｈｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｍｅｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｌｅａｃｈａｂｉｌｉｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｚｉｎｃ ,ｌｅａｄ ,ｃａｄｍｉｕｍａｎｄｃｈｒｏｍｉｕｍ ,ｓｏｉｔｈａｓｂｅｅｎｂａｎｎｅｄｆｒｏｍｌａｎｄｆｉｌｌｓｉｎｍａｎｙｃｏｕｎ ｔｒｉｅｓ .Ａｎｅｓｔｉｍａｔｅｄ 1 % 2 %ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｃｒａｐｃｈａｒｇｅｄ…