单渣脱磷石灰消耗量预报模型的应用与分析

以物料平衡和热力学平衡等为理论基础,通过钢厂数据对理论结果进行修正,应用Visual Basic软件设计单渣脱磷过程石灰消耗量预报模型。预报的石灰消耗量与钢厂数据进行对比,误差范围在20%以内的占到93.4%,10%以内的占到82.7%。通过该模型分析铁水硅、磷质量分数和终点磷质量分数对石灰消耗量的影响。结果表明,随着铁水硅、磷质量分数提高及钢水终点磷质量分数降低,石灰料消耗量变大。铁水磷质量分数超过临界值时,石灰消耗量显著增加,在铁水硅质量分数分别为0.2%、0.4%、0.6%和0.8%的条件下,铁水临界磷质量分数分别为0.15%、0.14%、0.13%和0.12%;终点磷质量分数小于0.01%时,石灰消耗量显著增加,经济条件变差,小于0.007%时,随着石灰消耗量增加,终点磷几乎不变,单渣法不适合生产磷质量分数低于0.007%的超低磷钢。     

复吹转炉双渣脱磷工艺实践

为解决帘线钢因磷偏析而造成的拧股断裂,根据现有的设备及生产组织情况,在中天120 t转炉上进行双渣工艺试验,通过对加料制度、顶枪操作、底吹等工艺制度进行研究,分析前期倒渣温度、碱度、FeO等对脱磷影响。结果表明,前期倒渣温度控制在1 320～1 400 ℃、炉渣碱度控制在1.8～2.0的工艺控制下,转炉终点脱磷率达到92.8%,平均出钢磷质量分数由0.011%降低至0.008 5%,平均终点碳质量分数由0.13%提高至0.205%。     

转炉冶炼低磷洁净钢的工艺开发和实践

 转炉具备冶炼低磷钢的生产能力,但生产超低磷9Ni钢,转炉脱磷工艺仍然是主要难点和研究重点。分析了钢水温度、炉渣碱度、FeO和渣量等对转炉脱磷的影响规律,并结合现场工装设备条件,对转炉双联法、三渣法、双渣法3种脱磷模式进行试验对比。双联脱磷工艺半钢温降大、单炉周期长、生产组织难度大,三渣法操作过程复杂、终点磷控制优势不明显。双渣法冶炼周期短,通过优化转炉脱磷工艺,实现了采用双渣法冶炼工艺生产超低磷钢,简化了超低磷钢转炉冶炼流程,提高了生产效率。研究了转炉脱磷主要工艺参数,分析得出采用脱碳氧枪喷头时,供氧流量按脱碳吹炼流量的83.5%控制,可达到良好的脱磷效果并减少铁水碳的烧损;脱磷期半钢碳含量不宜控制过低,半钢碳质量分数为3.0%～3.5%时能保证前期的脱磷效果和脱碳期的热量。脱磷期温度控制在1 300～1 350 ℃,脱磷率较高也有利于炉渣熔化。炉渣碱度为1.8～2.2时,可保证较高的脱磷率和化渣效果。一次倒渣量40%以上,脱碳期终点温度按1 590～1 610 ℃控制,终渣FeO质量分数不小于20%,终渣碱度大于6,转炉终点磷质量分数可降低到0.002%以下。采用下渣检测系统和滑板挡渣操作,严格控制下渣量,出钢采用磷含量低的合金,炉后钢水增磷可控制在小于0.000 5%。通过工业试验,实现了铸机成品磷质量分数小于0.002%。     

天铁热轧180t转炉少渣低温高效脱磷冶炼工艺

为优化转炉冶炼工艺,进行了180 t顶底复吹转炉的少渣低温高效冶炼试验,实现前期渣碱度平均为1.91,前期脱磷率平均为56.25%,后期渣碱度平均为3.02,终点脱磷率平均大于90%,过程石灰、白云石消耗分别降低30%、20%以上。得出冶炼前期碱度为1.5~2.0,熔池温度为1350~1400℃更有利于铁水磷的脱除;随终点出钢温度与终渣碱度的提高,终点出钢磷质量分数增加;分析前期的快速化渣有利于铁水磷更多地脱除到前期渣中;冶炼后期的少渣操作容易造成“返干”,是影响后期冶炼效果的关键因素。     

转炉气化脱磷渣用于铁水脱磷及节能减排评估研究

目前在溅渣护炉过程中进行气化脱磷是一种有效的炉渣除磷技术。为保证转炉熔渣气化脱磷后循环利用的冶炼效果,在实验室进行了气化脱磷渣作为返料用于造渣脱磷的试验研究。研究结果表明,气化脱磷渣用于铁水脱磷时前期脱磷能力强,终点脱磷率低,其终点铁水脱磷率和脱磷速率分别为53.3%和0.16%/min;对比配制脱磷剂炉次可知,配制脱磷剂前期脱磷效果差,终点脱磷率高,其终点铁水脱磷率和脱磷速率分别为91.6%和0.32%/min。根据两者脱磷剂的脱磷优势采用混合配比铁水脱磷,当气化脱磷渣大比例用于铁水脱磷时出现回磷现象;当混合比例为1∶4时脱磷效果最好,终点脱磷率为64.4%。采用生命周期评价法对混合渣料比例为1∶4铁水脱磷进行CO₂减排评估,从系统边界的起点到终点预估吨钢可减排CO₂6.034～10.34 kg,吨钢可节省石灰成本1.8～3.0元。     

复吹转炉“留渣 双渣”脱磷工艺试验

摘要：在国内某转炉钢厂采用“留渣 双渣”工艺技术进行脱磷工艺试验。结果表明：随着转炉前期脱磷率不断升高,终点脱磷率不断提高。铁水硅含量对前期脱磷率的影响最大。根据铁水成分,在冶炼前期适当降低供氧强度、降低气固氧比、加入适量石灰及烧结矿,均有利于前期脱磷率的提高。在一倒时每吨钢液加入4~8kg石灰,不影响出钢温度,可提高一倒-终点阶段脱磷率,同时可提高终点脱磷率。从终点的控制效果可知,终点炉渣碱度应保持不小于3.0,炉渣中FeO质量分数在16%~20%,并适当降低终点出钢温度在1610~1630℃,有利于终点脱磷率的提高。通过加强熔池搅拌,促进钢渣反应趋于平衡,有利于终点磷分配比提高,从而可进一步提高终点脱磷率。     

转炉气化脱磷炉渣留渣吹炼成渣路线理论分析

转炉渣作为炼钢工艺的副产品,具有极大的综合利用潜力,但磷元素富集限制了在炉内循环利用。基于溅渣护炉过程中进行熔渣气化脱磷操作,在实验室开展焦炭还原转炉渣气化脱磷热态试验。研究结果表明：留渣碱度在2.81～3.71时,气化脱磷渣的磷分配比随炉渣碱度的升高而增大;留渣的FeO质量分数在16%～28%时,随着FeO含量的增加,气化脱磷渣的磷分配比增大。气化脱磷渣具备一定的脱磷能力,在脱磷阶段的理论成渣路线应遵循高FeO含量,碱度先由高到低,然后缓慢增加,成渣过程中理论渣系控制在R=1.55～3.17,w(FeO)=28%～46%。采用该成渣路线进行生产实践,终点钢水磷质量分数降低了0.006百分点,钢铁料消耗降低了4 kg/t,渣料消耗降低了4.6 kg/t,既保证了高效脱磷,又降低了冶炼成本。     

含铌铁矿粉氢气选择性还原过程中磷行为

 对白云鄂博含铌铁矿粉氢气选择性还原-熔分-铌铁冶炼的提铌方案中磷的行为进行试验研究。在该试验条件下,磷质量分数为0.100%的含铌铁矿粉通氢气还原后熔分,得到磷质量分数小于0.010%、铌质量分数为2.000%的富铌渣,铁中铌质量分数为0.008%、磷质量分数为0.230%,铌磷分离效果明显,同时熔分后铌品位是原来的3.5倍。试验结果表明,氢气在还原阶段能够在还原铁氧化物的同时将Ca3P2O8还原,通过熔分达到铌与磷、铁元素等分离的目的,铌有效地富集在渣中。     

复吹转炉双渣吹炼脱磷试验

 通过现场试验,研究了在同一转炉内进行前期脱磷倒渣后,中后期少渣脱碳以冶炼超低磷钢的工艺,即复吹转炉双渣吹炼脱磷工艺。结果表明：在铁水磷质量分数为0.11%～0.14%条件下,半钢和终点渣碱度控制在20～2.3和3.6～3.8,TFe质量分数控制在14%～16%和16%～18%,半钢倒渣量40%～60%,可以使转炉终点磷质量分数控制在0.007%以下。     

攀钢半钢冶炼热补偿工艺开发及应用

摘要：针对攀钢半钢冶炼热源不足带来的问题,通过分析转炉热补偿技术优缺点,提出在提钒转炉出半钢时加入硅铁对半钢进行化学热补偿的增硅热补偿工艺,解决了增硅后预处理脱硫渣 铁难分离的问题。结果表明,半钢增硅热补偿新工艺减少半钢温降5℃,降低兑铁时碳烧损0.06%,使得半钢碳质量分数平均提高了0.16%,温度平均提高5.3℃,半钢质量更为稳定。新工艺应用后,攀钢中高碳钢转炉终点钢水碳质量分数由原来的0.05%提高到0.12%,终点钢水碳质量分数在0.07%～0.15%的比例由原来的32.2%大幅度提高到92.4%。该工艺在降低转炉冶炼成本的同时,提高了钢水质量,同时减少了烟尘排放量,具有明显的经济效益和环保效益。     

钢渣-锰渣复混肥的制备、结构与性能

为探索钢渣、锰渣多行业大宗固废耦合利用的可行之路,利用锰渣与钢渣的水化性能制备了钢渣-锰渣复混肥,并使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、荧光X射线(XRF)、紫外线分光光度计、电感耦合等离子发射光谱仪等方法对复混肥的微观结构、物相、成分、浸出毒性及其他物理化学性能进行分析。结果表明,复混肥中钢渣、锰渣最佳质量比为9∶1,其堆积密度为1.019 g/cm3,表观密度为1.942 g/cm3,吸水率为15.23%,筒压强度为2.28 MPa,内部具有疏散毛细孔结构,主要物相为硅酸盐类、水合硅酸盐类、水合磷酸盐类、石英和硅酸二钙。该复混肥具有较高的Si、Ca、Fe、Mg等利于植物生长的中量元素和微量元素,其有效硅质量分数为18.876%,且毒性检测符合国家肥料检测标准。     

降低提钒脱硫炼钢钢铁料消耗工艺优化

为了降低炼钢全流程钢铁料消耗,结合西昌钢钒炼钢厂装备及工艺条件,在提钒工序提出低硅质量分数铁水采用石英砂调渣、优化供氧制度等工艺改进措施以降低钒渣TFe的质量分数;在脱硫工序提出优化脱硫剂w(CaO)/w(Mg)质量分数比以减少脱硫渣量及喷溅;在转炉炼钢工序提出优化转炉终点温度和终点碳质量分数以降低转炉渣TFe质量分数。通过工艺改进措施的实施,钒渣TFe质量分数由28.59%下降到26.72%,脱硫铁损的质量分数由2.94%下降到2.63%,转炉渣TFe的质量分数由20.09%下降到19.00%。炼钢全流程钢铁料消耗由2015年12月的1 112.73降低到2016年4月的1 107.55kg/t,达到国内同类型企业中的先进水平,取得了巨大的经济效益。     

FeO、Al2O3和MgO质量分数对高炉初渣黏度的影响

以涟钢7号高炉软熔带炉料滴落形成的初渣为研究对象进行化学成分分析,采用分析纯试剂制备高炉炉渣渣样,探究CaO SiO2 MgO Al2O3 FeO五元渣系中,w(FeO)为3%～8%、w(Al2O3)为9%～13%及w(MgO)为2%～6%对涟钢7号高炉初渣黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明,在碱度为1.373时,炉渣黏度随FeO质量分数的增加而减小,且FeO质量分数越大,炉渣的熔化性温度越低;当w(MgO)为7.38%、w(FeO)为5%时,炉渣黏度和熔化性温度都随着Al2O3质量分数的增加而减小;当w(Al2O3)为10.95%、w(FeO)为5%时,随着MgO质量分数的增加,炉渣黏度和熔化性温度都呈现降低趋势。     

硫化铅精矿搭配硫尾矿渣富氧顶吹炼铅渣型理论分析

基于富氧顶吹直接炼铅技术,提出硫化铅精矿搭配硫尾矿渣炼铅工艺,以实现硫尾矿渣的综合利用。熔炼过程渣型决定了炉渣的性质,进而影响熔炼过程能否顺利进行。根据熔炼过程渣相组成特点,以PbO-FeO-Fe₂O₃-SiO₂-CaO-ZnO渣系为研究对象,采用FactSage热力学软件计算并绘制该渣系相图。研究温度、w(Fe)/w(SiO₂)、w(CaO)/w(SiO₂)及ZnO质量分数等因素对炉渣熔化温度及液相生成区的影响。理论研究表明,w(CaO)/w(SiO₂)的变化对炉渣熔化温度的影响与w(Fe)/w(SiO₂)不同,且w(CaO)/w(SiO₂)影响更为显著。炉渣中ZnO质量分数在6%~14%范围内增大时,炉渣的熔化温度变化较小;但当ZnO质量分数进一步增大时,炉渣的液相区逐步减小。在保证熔炼过程顺利进行的前提下,渣中ZnO的质量分数可控制在8%~10%范围内,有利于增大炉渣的液相区面积。验证试验表明,在熔炼温度为1 150 ℃、w(CaO)/w(SiO₂)= 0.3、w(Fe)/w(SiO₂) =0.8条件下,采用富氧顶吹熔炼处理硫化铅精矿搭配硫尾矿渣可顺利进行,熔炼过程金属直收率为8%,渣中铅质量分数可达49.12%,烟尘率为13.18%。     

首钢A高炉炉渣降低MgO的热力学分析

为了研究首钢A高炉炉渣降低MgO的可行性,利用FactSage热力学软件,从理论上解析首钢A高炉炉渣中MgO对固相析出温度和黏度的影响。研究发现,A高炉炉渣固相析出温度在1 400 ℃左右,炉渣在高炉炉缸中全为液相并具有较好的流动性。1 500 ℃下,现有炉渣组分在相图中液相区,若MgO含量降低,炉渣仍处在液相区。MgO质量分数在2.87%～7.37%区间变化时,随MgO含量升高,固相析出温度增加;MgO质量分数升高1%,炉渣固相析出温度升高约3.73 ℃。随MgO含量升高,炉渣黏度降低。1 500 ℃下,MgO质量分数升高1%时,炉渣黏度降低0.014 Pa·s。分析认为,炉缸热状态较好(铁水温度在1 480 ℃以上)时,适当降低MgO质量分数至6%,炉渣黏度不会受较大影响;炉缸热状态较差(铁水温度在1 480 ℃以下)时,不建议降低MgO含量。     

TiO2对含钛高炉初渣物相转变与黏度的影响

为了研究含钛高炉初渣的形成过程和各种物相成分相互作用、迁移重组的过程,明晰TiO2对高炉初渣形成的影响规律,利用FactSage热力学软件及旋转柱体式黏度仪研究了TiO2质量分数对高炉初渣熔化温度、物相转变行为以及初渣黏度的影响。结果表明,随着初渣中TiO2质量分数的增加,含钛高炉初渣熔化温度升高,TiO2质量分数从4%增加到16%,其熔化温度从1 360升高到1 410 ℃,增加了50 ℃;含钛高炉初渣中TiO2质量分数对初渣中各种物相组成的转变和比例都有较大的影响,随着TiO2质量分数的增加,初渣固液相共存的温度区间变大,使高炉软融带变宽;TiO2对含钛高炉初渣黏度的影响相对较为复杂,当TiO2质量分数为4%～8%时,含钛高炉初渣黏度 温度曲线呈现出“碱性渣”的形态;当TiO2质量分数为16%时,含钛高炉初渣黏度 温度曲线呈现出“酸性渣”的形态。     

转炉溅渣护炉调质剂的开发研究

影响溅渣护炉效果的终渣成分的控制,主要是控制终渣中ＦｅＯ％、ＭｇＯ％和Ｒ。通过试验室小型热态模拟实验,测定了溅渣的侵蚀量,炉渣半球熔点,并分析炉渣的显微结构,探讨了溅渣层的侵蚀机理,提出了溅渣护炉的终渣成分大致分别为ＭｇＯ＝８％－１０％,ＦｅＯ＝１０％－１３％,Ｒ＝３．５左右。     

Distribution of P2O5 between Phosphorus‐Enrichment Phase and Matrix Phase in Phosphorus‐Containing Slag

In order to make better recovery utilization of the phosphorus in the steel slag, and as P₂O₅ mainly exists in phosphorus‐enrichment phase and matrix phase of steel slag, it is a must to study the distribution of P₂O₅ between those two phases in the phosphorus‐containing slag and its related influencing factors. Heat experiments were conducted in this research, and the final slag was analyzed with the method of scanning electron microscope (SEM) + energy disperse spectroscopy (EDS). Then L_p, r_p, and C_p in both phosphorus‐enrichment phase and matrix phase were calculated, respectively. From this study, is has been found that CaO% in matrix phase, the basicity of slag and mass fraction of P₂O₅ in both phosphorus‐enrichment phase and matrix phase influence the distribution ratio of P₂O₅ in the slag. Adding CaF₂ also has effect on P₂O₅ partition while adding MgO and MnO has no obvious effect. Besides, for the low content of T.Fe in matrix phase, there is no linear relationship between L_p or $\gamma _{{\rm P}_{2} {\rm O}_{5} } $ and T.Fe in matrix phase.     

碳质材料脱氧技术在转炉渣的应用

顶吹转炉由于其工艺特点,造成转炉终渣FeO质量分数高等不利因素。为了解决该问题,通过研究碳脱氧的原理,提出了以碳质材料作为炉渣脱氧剂的思路,使用碳质材料降低炉渣中的氧化铁。在工业试验中吨钢加入1.2~2.2kg/t的碳质材料,转炉出钢至1/2时均匀向渣面加入碳质材料,出钢至1/4时加完。结果显示,碳质材料在炉渣脱氧方面具有良好的使用效果,可按照2∶1的比例代替铝,具有明显的经济效益,有利于降低生产成本。     

镍闪速熔炼新渣型的物化性质研究

金川镍铜渣中铁的还原性差、难以作为炼铁炉料直接入炉冶炼。提出了提高渣中CaO含量、降低SiO2含量为后续提铁创造条件的工艺设想,并利用FactSage计算模拟软件对金川镍闪速熔炼渣主要成分的相图进行模拟计算,通过试验考察了不同炉渣组分对熔渣物化性质影响的规律。结果表明,合适的新渣型为Fe/SiO2=1.5,CaO 10%～15%,MgO 9%。