含铌铁水底吹氧气脱碳保铌的研究

通过中频炉底吹氧气冶炼含铌铁水,在1 350、1 475、1 515℃,加入Si O2-Ca O-Ca F2造渣剂或在无渣条件下研究了铁水中碳、硅和铌的氧化规律。结果表明,底吹氧气在1 350℃时加入碱性造渣剂或不加造渣剂时铁水中硅的氧化率为97%,碳的氧化率为20%,而在1 475℃吹炼时硅的氧化率为15%,碳的氧化率为84%;铁水中硅的质量分数下降到0.1%,铌含量不变;在1 515℃,加入酸性Si O2-Ca O-Ca F2造渣剂高温底吹氧气冶炼时铁水中的碳质量分数下降至0.66%,实现了脱碳保铌。     

含铌铁水中碳和硅的氧化规律

 为了研究铌在铁水吹氧冶炼过程中的氧化规律，在中频炉内进行了加入碱度分别为0.538和1.5的CaO-SiO2-Al2O3系造渣剂和不加渣的含铌铁水底吹氧气的冶炼试验。铁水温度为1 550 ℃时，研究了含铌铁水中硅、碳和铌的氧化规律，并利用FactSage软件进行了不同温度与不同碱度的造渣剂和无渣氧化铁水中各元素的热力学平衡计算。结果表明，高温吹炼使铁水中的碳优先于铁水中的硅氧化，而低温吹炼则促进铁水中硅优先于碳氧化；降低造渣剂碱度促进铁水中碳氧化、抑制硅氧化，碳和硅的氧化转化温度为1 490 ℃；在吹氧冶炼终点，加入碱度为1.5的造渣剂，铁水中硅质量分数下降到0.138%时，铌开始氧化减少，而加入碱度为0.538的造渣剂，铁水中碳质量分数下降到0.61%，硅质量分数升高到0.56%，铌质量分数不变，因此含铌铁水可通过加入低碱度造渣剂高温吹氧冶炼为含铌钢水。     

含铌铁水脱硅试验

为从含铌铁水中提铌,降低铁水中硅含量以获得高品质的铌渣,实现铌资源的综合利用。采用100 kW中频感应炉进行底吹氧气冶炼含铌铁水试验,研究含铌铁水在脱硅过程中硅、铌选择性氧化规律。结果表明:铁水温度在1 350℃,造渣剂碱度为1.5,反应结束后铁水中硅、铌的氧化分别为75.8%、21.4%;而温度在1 350℃,造渣剂碱度为4.6,反应后铁水中硅和铌的氧化率分别为:94.0%,5.9%,但高碱度炉渣抑制了锰元素的去除,造成铁水中锰含量较高,降低后续工艺中提铌所得铌渣的品位。在铁水温度为1 350℃,炉渣碱度w(CaO)/w(SiO2)为1.5时,脱硅的限度为0.15%。     

含铌铁水直接冶炼含铌微合金钢的试验

 含铌铁水通过脱碳保铌探索作为合金化元素回收铁水中铌并直接冶炼为含铌微合金钢的方法。试验在真空碳管炉内进行,铁水温度为1 500 ℃,氧化剂为Fe2O3,真空度为10 Pa,分别进行有SiO2-CaO-Al2O3系造渣剂、无渣真空氧化冶炼研究。结果表明：在无渣条件下,加入Fe2O3铁水中硅、铌和碳同时氧化,不能脱碳保铌;加入造渣剂时,造渣剂的碱度越低,铁水中的硅氧化量越低,碳氧化量越高,碳质量分数最低下降到0.032%,铌质量分数最低值从0.09%下降到0.082%;碱度越高,铁水中硅氧化量越高,铌的氧化量也越高;真空氧化冶炼能够促进碳氧化,减少硅的氧化,抑止铌氧化。在50 kg级真空感应电炉内成功进行了回收铁水中铌直接冶炼为含铌钢试验,为回收含铌铁水中的铌提供新方法,也为工业化直接冶炼含铌钢提供试验依据。     

含铌铁水去磷保铌的热力学分析

主要探讨了铁水预处理过程用BaO基脱磷剂对0．1％的含铌铁水进行去磷保铌的热力学问题。分析结果表明：BaO基脱磷剂是实现含铌铁水去磷保铌的最佳选择;铁水中碳含量越高,越有利于含铌铁水的去磷保铌;铁水中碳含量为4．0％、铌含量保持在0．1％时,与之相平衡的磷含量可降到10^-6以下。     

铁水预处理时氧化脱磷和预脱硅间的热力学分析

从热力学角度分析了铁水预处理时预脱硅和脱磷之间的关系,经理论推导后得到了终点[P]含量和[Si]含量之间关系计算公式。计算发现,一定温度下氧化法脱磷时,终点硅含量越低,其终点磷含量也越低,并提出了铁水预处理脱磷的措施：首先脱硅要脱到较低含量;渣要有较高CaO含量来固定脱磷产物P2O5;脱磷结束后,要尽量扒除冶炼渣,防止温度升高时回磷。     

100t 转炉留渣双渣法冶炼高硅高磷铁水试验

针对钢厂铁水硅和磷含量较高的特点,采用转炉留渣双渣冶炼工艺以获得稳定的铁水脱磷率。吹炼3 min后加入石灰和污泥球等造渣材料,供氧强度0～3 min时为2.5m³/（t·min）,3～4.5 min时为3.2m³/（t·min）,温度控制在约1320℃。转炉一次倒渣后,继续吹炼,加入后期造渣料,待一氧化碳体积分数稳定时,适当提高氧枪枪位,促进化渣,并进行终点碳控制。试验结果表明:脱磷期铁水平均脱磷率为58.09%,脱碳期钢水平均脱磷率为85.56%;当半钢温度为1320℃炉渣碱度为2.0,炉渣TFe含量为18%时,在脱磷期能获得较好的铁水脱磷效果;当转炉钢水一倒温度为1580℃,终渣碱度为3.5,炉渣TFe含量为20%时,在脱碳期能够获得较好的脱磷效果;转炉终点[P]_e/[P]_r为0.90;试验中得到脱磷期和脱碳期炉渣的岩相组成适合铁水脱磷。     

转炉留渣脱磷工艺实践

针对低硅中磷铁水采用留渣作业方式进行冶炼,通过优化冶炼过程装入、供氧、造渣、终点控制工艺,提高转炉终点控制能力及平均脱磷率,脱磷率由80.1%提高到89.9%,实现转炉深脱磷的效果。     

中磷铁水单渣法生产高品质管坯钢工艺研究

研究涉及转炉的供氧、吹炼、造渣、终点控制和脱氧合金化等工艺技术,是一种在无先进的炉外精炼设备、无铁水预脱磷条件下采用中磷铁水"单渣法"冶炼高品质钢种的转炉冶炼方法,即"高保碳深脱磷"技术。经过两年多的工业性生产,获得了圆满成功,取得了巨大的经济和社会效益。     

预处理过程铁水中氮含量的变化

宝钢铁水预处理现场取样统计分析表明 ,高炉铁水中平均氮含量为 4 4× 10 - 6 ,进行喷粉 (石灰 氮气 )单脱硫预处理 ,铁水中平均氮含量降低 34× 10 - 6 ;若进行脱硅 脱磷 脱硫 (3脱 )预处理 ,即首先氧化脱硅 ,其次喷吹氮 +氧 +石灰基粉剂脱磷 ,最后喷吹氧 +氮 +苏打粉脱硫后可使铁水中平均氮含量降至 10×10 - 6 。提高转炉低氮铁水比 ,复吹时全程氩搅拌和降低氧气中氮含量是生产低氮钢的主要工艺措施     

机械搅拌法铁水预脱硅的动力学研究

在实验室进行了模拟铁水预处理机械搅拌法脱硅的动力学试验,考察了铁水温度、搅拌方法、初始硅含量、脱硅渣碱度等因素对脱硅反应速率的影响.试验表明：铁水温度对脱硅速率影响较小;机械搅拌可显著提高脱硅速率;脱硅反应初期的限制环节是硅在铁水侧的传质,当渣中FeO含量降低到一定程度后,FeO在渣相侧的传质成为脱硅过程的限制环节,或与硅在铁水侧的传质共同控制速度;脱硅渣碱度在0.32 ～0.65变化对脱硅速率无显著影响.     

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。     

铁水预处理与纯净钢冶炼(一)

铁水预处理特别是铁水三脱处理技术自获得工业化应用以来，已成为纯净钢冶炼必不可少的最经济工序。综述了国内外铁水深度预处理以及转炉生产纯净钢冶炼工艺的发展现状和部分工业规模生产的操作结果，论述了铁水预处理对纯净钢生产的意义，分析了冶炼纯净钢的铁水深度预处理技术。认为在目前我国调整钢铁产业结构、开发品种、提高质量的关键时期，大力发展和推广铁水深度预处理技术，辅以钢水炉外精炼，必将为钢铁企业扩大纯净钢种冶炼、改善质量、降低成本、提高产品竞争力和附加值发挥巨大作用，带来显著经济效益。     

低镍铁水冶炼1Cr14Mn10NiCuN不锈钢生产工艺优化

通过对1Cr14Mn10NiCuN不锈钢冶炼的几种原料条件和工艺路径对比分析,发现采用低镍高炉铁水为主要原料的工艺流程因铁水成分、温度和洁净度更优而更具竞争力。某厂采用高硅含铬低镍铁水冶炼1Cr14Mn10NiCuN不锈钢,铁水带入铬可节约50铬铁用量约66.7 kg/t(钢),降低成本约400.5元/t(钢),但预处理环节铬的收得率仅为88%,铬损失量折算成50铬铁达到9.1 kg/t(钢),折合人民币约54.6元/t(钢)。工艺优化方案考虑在铁水预处理炉吹氧结束时加入合金熔化炉熔化的铬铁水,利用铬铁水中的硅还原渣中的铬。工艺方案优化后在预处理炉环节将低镍铁水中的铬收得率提高至95%,使生产全流程50铬铁加入量减少约5.3 kg/t(钢),降低成本约31.9元/t(钢)。     

转炉留渣双渣操作生产实践

介绍了福建三安炼钢厂的转炉留渣双渣操作,以及留渣操作中安全问题的解决措施,分析了应用留渣双渣操作工艺的石灰消耗、钢铁料耗、转炉炉龄、氧耗、冶炼周期、脱磷等效果。通过优化顶底复吹转炉留渣双渣工艺制度,提高转炉前期脱磷效果,在无铁水预处理的设备条件下可以冶炼高铬铁水,满足了对钢的洁净度要求。     

济钢低硅铁水吹炼工艺实践

介绍了低硅铁水的吹炼工艺实践。通过对少渣炼钢过程的理论分析,采用倒锥度氧枪、优化供氧及造渣制度、控制终渣碱度等措施,解决了低硅铁水炼钢的造渣、脱磷、脱硫、粘枪等技术难题,实现了低硅铁水条件下的少渣炼钢,降低了石灰消耗、提高了金属收得率。     

首钢京唐热态渣、钢绿色循环利用体系开发

为实现“全三脱”工艺少渣冶炼,进一步降低辅料消耗,首钢京唐开发了热态脱硫渣、液态脱碳渣及铸余渣钢直接返回利用工艺。对热态渣、钢的可回收性进行了分析,并通过工业试验验证了工艺的应用效果。结果表明,回收利用5 t的脱硫渣,脱硫剂消耗可降低30%～40%,铁水温降相对减少10～15 ℃,总渣量减少30%～40%,同时可降低铁损,减少对环境的污染;对于脱碳渣,每炉回收热态渣20 t,可节约石灰3.2 t,若铁水硅质量分数小于0.15%,脱磷炉可不加石灰,钢铁料消耗相应减少2.4 kg/t,并且可取消萤石及轻烧的使用,可实现脱磷炉零辅料消耗;对于钢包铸余,通过控制高炉出铁量,将精炼工序RH/LF/CAS产生的热态精炼渣及钢包铸余兑入半钢包,连同半钢一起兑入脱碳炉中进行冶炼,铸余钢回包次数可达到6～8次,实现液态铸余直接回收。     

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。