CO2-O2混合喷吹工艺冶炼不锈钢的基础研究

经过大量理论计算与实验室试验,北京科技大学研究人员成功将CO2-O2混合喷吹(COMI)工艺应用到不锈钢的冶炼中。试验结果表明,COMI工艺不影响不锈钢的正常冶炼,且可促进熔池脱碳保铬,减少镍损,利于不锈钢质量的提高。此外,该工艺利用部分CO2代替O2和Ar,吨钢节约成本20～45元,循环利用CO2,利于低碳经济的发展。     

AOD用转炉脱磷铁水冶炼430不锈钢脱碳保铬工艺优化

采用热力学、物料和热量平衡的计算方法,研究了180 t AOD用转炉脱磷铁水冶炼430不锈钢脱碳前期脱碳保铬的工艺。研究结果表明:合理控制最佳脱碳保铬温度是提高AOD冶炼430不锈钢各项经济技术指标的关键技术。采用优化转炉生产节奏和出钢的保温,保证AOD入炉铁水温度由1 520℃提高至1 580℃;优化AOD脱碳前期合金和辅料加入量,进一步提高了脱碳前期的钢液温度,减少铬的氧化量。通过实施工艺优化措施,AOD用转炉脱磷铁水冶炼430不锈钢经济技术指标得到明显改善,其中铬收得率由92.30%提高到94.64%,冶炼时间缩短9.2 min,还原硅耗降低4.9 kg/t。     

引入CO_2转炉吹氧法冶炼中低碳锰铁的初步探索

探索了一种转炉吹氧冶炼中、低碳锰铁的改进方法,提出使用CO_2代替部分O_2进行吹炼。对该工艺的可行性进行了热力学计算分析,并采用感应炉进行了初步试验研究,结果表明:将CO_2引入转炉吹氧法冶炼中、低碳锰铁在热力学上是可行的;CO_2-O_2混合气体能够完成对高碳锰铁脱碳的任务,脱碳速率随混合气体中O_2比例的增加而提高;CO_2的加入对脱碳保锰有积极效果,当前试验条件下较佳的气体配比为25%CO_2+75%O_2。     

酒泉钢铁（集团）有限责任公司

AOD转炉,是整个不锈钢冶炼的关键环节。AOD的中心任务是“脱碳保铬”,即在吹氧脱碳的过程中尽量减少铬的氧化烧损。AOD转炉与碳钢转炉冶炼相比,最大的差异在于过程控制的不同。酒钢不锈钢转炉采用阀站控制技术以及转炉自动控制技术,可以满足控制要求。     

高锰不锈钢二氧化碳混吹脱碳保锰热力学分析

介绍了CO2在AOD炉中脱碳保锰热力学的研究.通过Factsage软件计算可知,在AOD脱碳期间,每50Nm3的O2被100Nm3的CO2替换脱碳,所带来70t钢液理论温降为9.4℃.通过热力学研究发现,在脱碳中期,即w(C)≤0.5％后,就需要通过混合喷吹N2或Ar降低CO分压以便达到脱碳目的.     

宝钢不锈钢AOD炉侧吹工艺优化

通过对AOD炉冶炼不锈钢冶金过程进行动力学分析和数学模拟,阐述了AOD炉脱碳保铬过程的基本特征。根据AOD炉脱碳保铬时的临界碳含量,调整了宝钢不锈钢AOD炉的侧吹工艺,结果表明,AOD炉氧气利用率和铬元素收得率均有较为显著的改善。     

转炉喷吹CO2+O2混合气体基础研究

通过对转炉喷吹CO_2+O_2混合气体的热力学分析,结合实验室模拟转炉吹炼末期喷吹CO_2+O_2实验结果,探讨了在顶吹转炉中应用CO_2+O_2进行脱碳抑氧的可行性。得出结论,混合气体中CO_2比例增大,碳氧积降低,枪位对碳氧积的影响减弱,但回磷量增加,当CO_2比例增大到CO_2:O_2=1:1时,顶吹转炉碳氧积可控制在0.23×10-6~0.25×10-6,平均回磷量0.001%,混合气体中CO_2最大理论比例可增加到79.1%。     

高炉含钒铁水喷吹CO_2直接冶炼半钢的研究

通过对喷吹CO_2直接冶炼高炉含钒铁水脱碳保钒体系进行热力学分析和试验研究,结果表明,利用CO_2吹炼脱碳保钒是可行的。标准状态下,脱碳保钒转化温度为1 630 K。得出适宜试验条件为气体流量为0.6 L/min,通气时间为80 min,冶炼温度1 550℃,CO_2浓度为70%,脱碳率达到95.6%,钒含量略微上升。     

304不锈钢AOD冶炼过程脱碳保铬和铬烧损的研究

针对AOD+LF二步法冶炼304不锈钢冶炼过程,通过分析AOD炉精炼不锈钢脱碳保铬机理,结合75t AOD工业生产数据,建立了冶炼过程中钢液成分、温度和一氧化碳分压三者之间的定量关系,同时分析冶炼过程各阶段的渣成分,研究不同温度和吹气模式下钢液铬烧损情况,提出了优化304不锈钢AOD生产的措施,最终实现钢水窄成分与高效...     

45 t AOD精炼304不锈钢的造渣工艺实践

为降低AOD精炼的渣料和还原剂硅铁用量,对高铬钢液脱碳及还原过程渣碱度控制进行热力学分析,并进行45 t AOD冶炼304不锈钢造渣工艺试验。试生产结果表明,降低AOD精炼304不锈钢脱碳期炉渣碱度可减少钢水铬的氧化,同时有效减少AOD精炼渣料和还原剂消耗;AOD精炼过程石灰加入量平均从104.2 kg/t降至84.2~93.1 kg/t时,脱碳期炉渣碱度由平均13.44降低到10.64,AOD冶炼过程石灰、萤石、硅铁单耗分别平均降低14.7、5.4、4.4 kg/t,钢中Cr收得率、Ni收得率和硫含量分别为99.0%、98.3%和0.0025%。     

宝钢AOD炉冶炼不锈钢顶枪吹炼工艺分析

针对宝钢不锈钢分公司侧顶复吹AOD炉在实际使用过程中表现出来的脱碳速度偏慢、钢水中铬元素氧化量偏大、吹炼过程升温偏慢的情况,以实验室模拟研究结果为基础,通过将其顶部单孔氧枪改为三孔氧枪的方法,对比分析了AOD炉单孔顶枪、11°三孔顶枪和15°三孔顶枪在脱碳速度、钢水中铬氧化情况以及升温速度3个方面的各自表现.结果表明,当AOD炉以电炉提供的高碳母液为主原料时,在枪位设定合理的条件下,11°三孔顶枪的使用有利于进一步提高AOD炉脱碳速度、降低AOD炉钢中铬氧化并加快熔池升温速度;单孔氧枪由于孔数不足,其在AOD炉中的不锈钢冶炼效果不佳;15°三孔顶枪由于孔间夹角设定不合理,与宝钢不锈钢分公司AOD炉侧吹复合使用时效果不佳.     

CO_2在转炉中的应用技术研究

通过转炉顶吹混合气体CO2+O2的热力学分析,结合实验室热模拟结果,探讨了在顶吹转炉中喷吹CO2+O2进行脱碳抑氧及脱碳保铬的可行性。研究结果表明,喷吹纯CO2可以脱碳,但温降较大;当CO2供气强度为3.0m3/(t·min)时会导致15.1℃/min的温降速率;为实现温度平衡,采取喷吹混合气体CO2+O2模式,利用O2-Fe反应放热弥补CO2-C反应吸热,当O2和CO2脱碳整体热效应为零时,其中混合气体CO2+O2中CO2的最大理论体积分数为79.1%;当φ(CO2)︰φ(O2)=1︰1时,顶吹转炉终点碳氧积可控制在0.002 5~0.003 2,达到复吹转炉效果;当φ(CO2)︰φ(O2)=2︰1时,顶吹CO2+O2出现"脱碳保铬"效果。     

K—OBM—S转炉冶炼18—8不锈钢的冶金效果

75tK—OBM—S顶底复吹转炉采用预处理铁水和合金为主要原料,与电炉、VOD配合进行18—8不锈钢的冶炼,同AOD炉相比,K—OBM—S冶炼18—8不锈钢过程中脱碳速率≥0．15％／min,最高在0．30％／min以上,脱碳期氧气利用率〉60％,具有高速脱碳、高效用氧特点。而铬的回．收率、渣-钢间硫的分配比平均达到95．29％和40．6,稍低于AOD炉。     

120tAOD全铁水冶炼 400系不锈钢数学模型的应用

针对脱磷铁水+AOD+VOD三步法冶炼400系不锈钢冶炼过程,通过分析AOD炉脱碳保铬化学反应中碳、铬、温度三者之间的平衡关系,并综合考虑体系的质量和热量衡算及精炼过程的不等温状态,开发了基于Visual Basic.Net程序的AOD全铁水冶炼数学模型,可准确计算出入炉料和发热剂的用量,并分析冶炼过程的热量收支情况和影响过程热量的关键因素。与实际生产用料量相比,模型计算值误差均在8%以内,因此可用于指导生产,最终实现钢水高效化冶炼。     

不锈钢AOD精炼工艺的应用和发展

简要介绍了我国浦钢30t AOD、太钢40tAOD、宝钢不锈钢分公司120t AOD不锈钢精炼炉的经济技术指标及应用;叙述了AOD精炼技术-脱碳、脱硫、以N₂代Ar和顶枪技术的发展;讨论了AOD精炼的供气形式的完善和炉衬寿命等技术问题。     

直流钢包炉中空电极喷吹Ar—CO2对钢水温度的影响

在100 kg多功能直流钢包炉(DC-LF)上,通过LF中空石器电极喷吹Ar-CO2混合气体进行精炼低碳钢的实验研究.实验结果表明,与实心电极冶炼相比,通过LF中空石墨电极喷吹Ar和Ar-CO2气体后,熔池的升温速率明显加快.喷吹Ar精炼炉次的平均升温速率是实心电极精炼时的1.59倍.喷吹5%～20%CO2体积分数的Ar-COO2混合气体时的最小平均升温速率足实心电极精炼时的3倍,最大达到5.51倍.通过LF中空石器电极喷吹Ar或Ar-CO2混O2合气体时,电弧电流不变,电压降低.     

转炉多元喷吹提钒的基础研究

转炉提钒是实现钢-钒分离的关键环节,反应动力学条件弱严重影响转炉提钒效果。基于此,提出转炉多元气体喷吹提钒,通过热力学研究了CO_2与C、V反应的选择性氧化转化温度,根据物理热及化学热两方面分析了多元气体的综合冷却效果,并利用熔池搅拌能量密度量化了多元气体的搅拌能力。研究表明:利用多元气体喷吹提钒是可行的,CO_2的物理和化学冷却效果均强于O_2和N_2,底吹CO_2的搅拌能力大于N_2。影响熔池搅拌能量密度的因素由大到小依次为CO_2利用率、氧枪枪位、顶吹流量和冶炼温度。     

CO2用于K-OBM-S转炉冶炼不锈钢的理论分析与实践

为探究K-OBM-S转炉冶炼不锈钢过程中用CO₂代替底吹氩气(Ar)的可行性,以409不锈钢为例,基于热力学计算明确了底吹气中CO₂体积分数应高于30%,以此保证在脱碳末期CO₂仍能参与脱碳反应.CO₂氧化1 kg C,Si和Cr就会使1 t 409不锈钢钢水分别降温13.8 K、升温10.9和3.9 K,该升温效果显著低于O₂.理论分析表明,CO₂总流量应低于6.56 m³/t,以此保证脱碳终点钢水温度高于1 923 K,避免Cr发生严重氧化.利用太钢80 t K-OBM-S转炉开展相关工业试验,结果表明,与原底吹工艺(30 m³/min O₂+30 m³/min Ar, O₂-50%Ar)相比,试验工艺(35 m³/min O₂+27 m³/min CO₂,...     

煤氧复合吹炼工艺的实验开发

通过实验开发出适于顶吹转炉喷煤粉补充热量的炼钢新工艺,称为煤氧复合吹炼工艺。其工艺特点是采用顶底复合吹炼技术,用煤粉保护底吹氧枪,在冶炼过程的始终喷吹煤粉。该工艺的优点:1)喷煤不增加熔池脱碳负荷,不延长冶炼时间;2)热效率高,在10 t转炉上的试验表明,1 kg煤粉可熔化7.1 kg废钢;3)冶金效果好,渣钢间硫的分配比达到10～20;脱磷反应接近平衡;4)末期喷煤粉不会降低熔池脱碳速度,适于冶炼低碳钢。     

转炉冶炼N80顶吹N_2后搅拌技术研究

通过对转炉冶炼N80顶吹N2进行后搅拌的工业试验研究,探讨了顶吹N2对熔池温度及成分的影响。结果认为,顶吹强度4.0~4.5 m3/(t·min)的N2,喷吹时间≤1.5 min时,熔池平均增氮量仅为0.000 033%,平均增氮速率为0.000 01%/min;对碳含量有一定的影响,平均脱碳速率为0.005%/min;对磷含量影响明显,平均脱磷速率为0.002 2%/min;温降较大,平均温降速率为15.4℃/min;顶吹N2前后炉渣中铁的氧化物含量未出现明显的规律性变化。