真空下钢液脱氮工艺研究

在４０ｋｇ真空感应炉上进行了真空下钢液脱氮工艺的实验研究。实验考察了真空下碳氧反应工艺、表面活性元素控制和脱氮渣系等因素对钢液脱氮动力学的影响。研究结果表明：（１）真空下强烈的碳氧反应能有效地脱除钢中的氮;（２）当钢中硫含量较低时,脱氮速率很快,随着硫含量的逐步增加,脱氮速率相应降低;（３）５０％ＳｉＯ２－４０％Ｂ２Ｏ３－１０％ＴｉＯ２渣系有明显的脱氮效果。     

钢液VD真空处理脱氮数学模型

根据钢液VD真空处理过程氮溶解热力学和脱氮动力学理论,建立了高碳钢VD真空处理过程脱氮的数学模型。采用该模型结合VD处理过程的工艺条件,可实现钢液VD真空处理过程脱氮预测。     

钢液脱氮用BaO—TiO2基合成渣

以TiO2高炉渣为基料配制的合成渣对钢液脱氮的效果进行了实验室试验研究，结果表明：在Ar气保护下，对低碳铝脱氧钢液脱氮，其脱氮率达60％以上，最低［N］含量约10×10-6。     

100t真空精炼炉脱氮工艺的实践

在100t VD精炼炉上对不同碳含量的特殊钢和优质钢进行了真空脱氮工艺试生产,探讨了钢中碳含量,高真空时间,真空脱硫率对钢液脱氮的作用。     

氩直流辉光等离子体钢液脱氮的研究

用25 kg真空感应炉对0.02%C钢液进行氩直流(DC)辉光等离子体条件的脱氮实验,研究了氩辉光等离子体对钢液脱氮动力学的影响。结果表明,氩辉光等离子体钢液脱氮速度和脱氮效果明显优于真空钢液脱氮,当钢液氧含量为180×10^-6,在氩辉光等离子体下钢液中氮含量可降至9×10^-6。氩辉光等离子体对钢液的脱氮效果体现在界面化学反应上,提供了加速脱氮反应的动力学条件。     

氮等离子体弧加热中间包用保护渣

为防止氮等离子体弧加热加热钢液而引起的钢液吸氮，用１００ｋＷ直流等离子体炉研究了ＴｉｘＯ－Ｂ２Ｏ３－Ｎａ２Ｏ系保护渣对钢液吸氮的影响，结果表明，保护渣尤其是渣中的ＴｉｘＯ及Ｂ２Ｏ３能有效地减缓氮等离子体弧作用下钢液吸氮，另外还对熔渣的作用及成分的选择作了热力学及动力学分析，所得参数对保护渣的选择具有一定意义。     

钢液的精炼脱氮方法

本发明所涉及钢液精炼脱氮装置由真空系统，直流脉冲电源，工作气体和辉光等离子发生系统组成。依靠直流脉冲电场在钢液上方形成氩-氢混合气体的辉光等离子体，钢液中的氮与辉光等离子体作用，逸出离子态的氮并与工作气体反应，最后形成氮气和氨气并由真空系统抽出装置从而达到脱氮的目的。     

渣中BaO和TiO2在常压和真空下对钢液氮含量影响

为了研究钢包顶渣中BaO和TiO2在常压和真空下对钢液氮含量的影响,选用CaO—SiO2—Al2O2碱性渣作为基础渣系,通过分析试验结果得出,在真空下渣系中的BaO和TiO2对钢液氮含量的影响作用明显强于常压条件下的作用,同时得出,无论是常压下还是真空下,向熔渣中同时添加BaO和TiO2配成的渣系对钢液脱氮作用强于单独加入。     

炉衬产生的氧对真空钢液脱氮的动力学影响

采用 99.99%氧化镁砂捣打炉衬的 2 0kg真空感应炉 ,研究了超低碳钢熔炼时炉衬产生的氧对真空钢液脱氮的影响。试验结果表明 :钢液中氧含量在 1 2 0× 1 0 - 6 时 ,脱氮的限制性环节是界面化学反应 ;随炉衬中氧的逸出 ,当钢液中氧含量在 5 1 0×1 0 - 6 时 ,真空钢液脱氮处于界面化学反应和液相边界层扩散控制的边缘区域 ,脱氮速率降低     

电炉-连铸生产低氮钢的实践

介绍了宝钢电炉流程在生产低氮钢方面采取的主要技术措施。包括电炉提高铁水比、造泡沫渣、终点碳控制、EBT;LF气氛控制、造好白渣、埋弧操作;VD提高脱氮率,钢液成分对脱氮的影响;连铸钢包长水口及氩封防止钢液吸氮。     

冶金炉渣氮化物容量研究的进展

本文总结了近年冶金炉渣氮酸盐容量的研究方法，氮在炉渣中存在形态与炉渣氧分压的关系，炉渣氮化物容量与温度及炉渣成分的关系，并给出设计钢液脱氮渣系的基本原则。     

电渣重熔用预熔渣的开发和应用

预熔渣是电渣重熔生产高质量和高端合金材料的必要造渣原料..实验研究了新渣料和预熔渣在湿 度90%大气下存放的增重率;新渣料中石灰含量对渣料吸潮性能的影响;新渣料和预熔渣对重熔过程钢中氢含量 的影响。应用结果表明,用电熔法制成预熔渣进行电渣重熔,吨钢电耗降低100 -200 kWh,钢锭成材率提高3%以 上,电渣锭无损探伤合格率大幅提高,显著降低钢中氢含量和改善钢锭表面质量。     

高炉渣改性作为矿渣棉原料的试验

研究了不同酸度条件下,随着高炉熔渣中主要成分的变化,其黏度和表面张力对高炉渣作为矿渣棉原料的影响,并对其影响机制进行了探讨。结果表明,Al2O3和SiO2增加时,黏度增加,表面张力也随之加大,利于制取较长的矿渣棉纤维。     

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.     

溅渣护炉小型热模拟试验研究

为了深入研究溅渣护炉的基本原理，在试验室进行了溅渣护炉小型热模拟试验。发现在溅渣前后渣的矿相结构发生了变化等现象。并根据试验结果讨论了操作工艺对溅渣高度与厚度的影响及溅层与炉衬的结合机理。     

Study on Control Technology of Slag Composition for Low-Sulfur and Low-Oxygen Steel

In order to reduce the content of oxygen and sulfur in steel, and produce low-sulfur and low-oxygen steel, study on slag has been carried out. Refining slag system of CaO-SiO2-Al2O3 is put forward with the consideration of slag amount from converter, oxidizability of slag and activity of oxygen in molten steel. On this basis, refining slagging system for low-sulfur and low-oxygen steel has been developed combined with the modification of slag from converter and composition control of refining slag in LF treatment process. The results show that oxygen content is not more than 15×10-6, as well as sulfur content is as low as 0.005% in tube blank steel. And it achieves the production of low-sulfur and low-oxygen steel.     

铜钢复合冷却壁稳态传热分析

建立了铜钢复合冷却壁的稳态传热模型,利用ANSYS单元生死方法模拟冷却壁表面渣皮熔化行为,分析冷却壁温度分布、渣皮厚度及热负荷。结果表明:复合冷却壁附近炉气温度是影响其传热行为和渣皮厚度的主要因素;渣皮在冷却壁表面分布不均匀,随着炉气温度升高渣皮不均匀性逐渐增加;提高水速和全铜质壁体可以有效降低壁体温度,但对热负荷、渣皮厚度影响较小;在炉气温度1 200~1 400℃范围内,复合冷却壁的铜壁最高温度为125℃,承受热负荷达到82.8 kW/m2,能够满足高炉高负荷区的冷却要求。     

LF—VD精炼渣组成对冶金效果的影响

研究了LF－VD过程渣成分的变化，同时分析了精炼渣对脱氧，脱硫和氧化物夹杂的影响，为冶炼洁净钢时对精炼渣成分的控制提供了参考。     

粒化钢渣相变传热过程数值模拟

通过建立球形熔渣凝固过程的物理和数学模型,利用现代CFD设计软件FLUENT对不同粒径渣粒的凝固过程进行了数值模拟,得到了凝固过程中渣粒和周围气体的温度场,从而确定了渣粒完全凝固的时间,为熔渣粒化和余热回收设备的设计提供了理论基础。结果表明:渣粒初始温度1 823 K,渣粒直径为1~3 mm,冷却气体温度为373 K,冷却气体流速为1~20 m/s时,液态钢渣相变过程在2 s内释放出80%以上的热量。说明在氮气冷却条件下,只要保证一定的冷却时间,即可保证钢渣余热回收。     

Investigating the Effect of Slag on Decarburization in an AOD Converter Using a Fundamental Model

A high‐temperature thermodynamics model has been coupled with a fundamental mathematical model describing the fluid flow, where boundary conditions were chosen based on data for an industrial AOD converter. Using this model, the effect of both slag phases (a liquid part and a solid part) on the decarburization was studied. More specifically, the separation of chromium oxide to liquid slag as well as the effect of the amount of rigid top slag (solid)on the decarburization was investigated. The liquid slag was considered with respect to the uptake of chromium oxide, while the rigid top slag was only considered with respect to the increase of the metallostatic pressure in the steel melt. The results suggest that separation of chromium oxide to liquid slag results in a decreased decarburization rate. The same conclusion can be drawn with respect to the amount of solid top slag.