CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-BaO渣系脱硫能力研究

为了探究温度、碱度(R)、MgO和BaO的质量分数对高炉渣脱硫能力影响,以酒钢现场高炉渣实际成分为基准,选取分析纯化学试剂配制实验渣样,采用双层石墨坩埚法研究了含钡渣系的脱硫能力,并考察BaO对脱硫动力学条件的影响。研究结果表明,增大高炉渣碱度,提高渣中MgO的质量分数均能使硫分配比增加,炉渣脱硫能力增强。渣中BaO的质量分数由0增加到4%,硫分配比先逐渐升高后略有降低,BaO的质量分数为3.5%左右时硫分配比达到最大值。BaO的质量分数增加使得熔渣中硫的传质系数增大,脱硫速率明显提升。     

炉渣组分对CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O渣系与铁液间硫分配比的影响

针对高碱度高氧化铝的CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O六元渣系,通过在1 773 K温度下测定其与铁液间的硫分配比,研究该渣系的脱硫性能.利用偏最小二乘法回归分析,建立了可较好预测硫分配比的回归方程,利用回归方程分析了炉渣碱度(mCao/msiO2)、MgO、TiO2、Al2O3以及Na2O对硫分配比的影响.结果表明,当炉渣碱度大于2.9时,炉渣硫分配比均在140以上,表明该渣系具有较强的脱硫能力.在实验范围内,硫分配比随炉渣碱度的增加而提高.当碱度一定时,MgO对硫分配比的影响不大,TiO2、Al2O3均使硫分配比降低,其中Al2O3降低硫分配比较为明显.硫分配比随Na2O增加而增加,少量的Na2O即可明显提高炉渣的脱硫能力.     

高镁铝高炉渣的冶金性能

在实验室条件下,研究高炉渣中MgO及Al2O3质量分数对高炉渣冶金性能的影响规律。试验结果表明,当高炉渣碱度为1.1、MgO质量分数为12%不变时,随着Al2O3质量分数的增加,高炉渣熔化性温度逐渐增加,且当Al2O3质量分数超过17.5%时,高炉渣初晶相由黄长石区域转变成尖晶石区域,而且在1500℃时,高炉渣黏度逐渐增加而渣铁硫分配比降低;当高炉渣碱度为1.1、Al2O3质量分数为20%不变时,随着MgO质量分数的增加,熔化性温度先降低后增加,当MgO质量分数超过11.8%时,高炉渣初晶相由黄长石区域转变成尖晶石区域,而且在1500℃时,高炉渣黏度逐渐降低而渣铁硫分配比增加。     

炉渣成分对COREX铁水脱硫效果的影响

 COREX熔融还原炼铁工艺具有污染小、能耗低、对冶金焦的依赖性低等优点,但存在着铁水中硫质量分数高的问题。为了提高COREX 3000工艺的脱硫效果,针对炉渣中w(CaO)/w(SiO2)、w(MgO)及w(MgO)/w(Al2O3)等指标对脱硫效率的影响进行了研究和实践。通过渣铁耦合试验研究了炉渣成分对脱硫效率和渣铁间硫分配比的影响规律,优化调控炉渣成分并得到适宜的炉渣成分范围。比较两种碱性氧化物对脱硫效率的影响程度,应当优先调整炉渣二元碱度至1.20～1.35,随后是炉渣的MgO质量分数,同时还要兼顾w(MgO)/w(Al2O3),适宜的w(MgO)/w(Al2O3) 为0.80～0.90。     

高铝高碱度中钛型炉渣脱硫能力试验研究

以现场渣为基准,研究了高Al_2O_3、高碱度、中钛型高炉渣脱硫性能以及影响脱硫能力的各种因素。结果表明,在高碱度、高Al_2O_3、中钛型条件下,有利于脱硫的炉渣成分为:二元碱度不能超过1.30,MgO的质量分数约为12%,Al_2O_3的质量分数控制16%以下,TiO_2的质量分数为不超过10%。     

高TiO2、Al2O3炉渣脱硫能力的试验研究

根据承钢目前高炉的冶炼条件,以现场渣为基准,研究了高TiO2、Al2O3炉渣脱硫能力以及影响脱硫能力的各种因素.结果表明,在承钢炉渣高TiO2、Al2O3条件下,有利于脱硫的炉渣成分为:二元碱度约为1.16,MgO的质量分数约为13%,Al2O3的质量分数控制在12%～13%,同时应尽量降低渣中的TiO2含量.     

高Al2O3高炉炉渣脱硫性能研究

高炉炉渣中Al2O3含量过高会造成炉渣粘度增高,流动性变差,脱硫能力降低,本次研究通过调整炉渣二元碱度及MgO含量等措施,得出:随着Al2O3含量逐渐升高,硫在渣铁中的分配系数逐渐降低;Mg0含量从9%增加到12%,炉渣脱硫能力逐渐提高,超过12%时,脱硫系数反而降低;二元碱度从1.1增加到1.2过程中,具有最佳脱硫效果的炉渣碱度大约在1.17左右.     

钢渣中FeO活度对硫分配比的影响

利用FactSage软件绘制了渣系CaO- SiO2- FeO- MgO(10%)- MnO(7%)的等硫分配比图,分析了FeO/SiO2比、FeO质量分数和碱度对硫分配比的影响。分析结果表明：当CaO质量分数一定时,渣钢间的硫分配比随着FeO/SiO2比的增加而逐渐增加。在转炉炼钢碱度范围内,当FeO质量分数一定时,Ls随碱度的增加而增加;当碱度一定时,在低碱度范围内,硫分配比随着FeO质量分数的增加而增加,在高碱度范围内,硫分配比随着FeO质量分数的增加而减少。     

含BaO、Na2O精炼渣系组分对硫分配比的影响

采用二次正交回归方法设计了以CaO-Al2O3为基本组成,并添加MgO、BaO、CaF2、Na2O等组分的精炼渣;通过实验室系统地研究,建立了硫分配比与精炼渣组分质量分数关系的数学模型;确定了脱硫精炼渣的最佳组成.采用该精炼渣进行脱硫试验,可使钢中硫质量分数降至0.000 4%.     

CaO-BaO-MgO-SiO_2-CaF_2渣系对硅锰合金脱硫的影响

采用高温硅钼炉和常规化学分析法对高硫含量的硅锰合金进行了系列脱硫研究,分析了CaO-BaO-MgOSiO2-CaF2渣系中MgO、CaO、BaO含量的变化对脱硫效果的影响。结果表明:当MgO的质量分数大于8%时,脱硫率会随着MgO含量的增加而升高。用(MgO+CaF2)代替CaO不利于脱硫;用(MgO+CaF2)代替质量分数为0~4%的BaO有利于渣系脱硫,但代替量过多时不利于脱硫。得到了最佳硅锰合金脱硫的渣系,wCaO/wBaO为1.25时脱硫率最高。     

On sulphur behaviour in steelmaking with sponge iron in an electric arc furnace

The sulphur behaviour in steelmaking by melting of charges containing from 38.7 to 95.4 wt.% sponge iron in the metallic input in a 70 t UHP electric arc furnace is investigated. The effect of both slag composition and temperature on the sulphide capacity of the slag and on the sulphur distribution ratio between slag and metal is studied. The kinetics of desulphurization are also treated. Regression analysis shows that the logarithm of sulphide capacity varies linearly with total lime equivalent, theoretical optical basicity and logarithm of slag basicity. Equations relating the sulphide capacity to these parameters as well as to the temperature are given. Based on these equations, functional relationships for the calculation of sulphur distribution between slag and metal are derived. Metallurgical reactions for metal desulphurization by slag and equilibrium relationships are given from which the slag-metal sulphur partition ratio can be calculated. In all cases, the results of the calculations are in line with the experimental data. The rate of desulphurization is expressed by an equation based on the boundary layer diffusion theory. Under the conditions of the present investigation, the activation energy of desulphurization is found to be 39 kJ/mol and the mass transfer coefficient of sulphur at 1600°C is equal to 0.014 cm/s.     

硫容量模型和在五元渣系CaO SiO2 MgO Al2O3 FetO中的应用

 硫容量和硫平衡分配比是衡量炼钢过程中渣系脱硫能力的重要指标。通过光学碱度模型和KTH模型计算了五元渣系CaO SiO2 MgO Al2O3 FetO的硫容量,并与文献的实验测定值进行了比较。结果表明用KTH模型计算的硫容量比用光学碱度模型计算的硫容量更接近实验值,因此KTH模型可用来预测不同组元渣系的硫容量。还详细研究了硫容量和硫平衡分配比的影响因素,结果表明硫容量随炉渣碱度和温度的增加而增加,硫平衡分配比随着钢液中铝、碳、硅含量的增加而增加。     

包钢特殊矿冶炼高炉渣脱硫的热力学和动力学

 通过对包钢特殊高炉渣脱硫热力学与动力学的实验研究,揭示了炉渣成分对硫分配比的影响规律,确定了脱硫反应的动力学参数。当渣中w(CaF2)低于22%时,对硫分配比的影响很小。保持炉渣碱度在110左右、将渣中w(MgO)由8%左右提高到11%~12%是提高炉渣脱硫能力、解决炉渣脱硫与排碱之间矛盾的有效措施。在本实验条件下,脱硫速率与时间之间有较好的线性关系,渣中硫的表观传质系数为109×10-3 cm/min(1 400 ℃)、123×10-3 cm/min(1 450 ℃)和145×10-3 cm/min(1 500 ℃),扩散活化能为682 kJ/mol。     

基于转炉CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系脱磷行为

 基于CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系,从热力学角度对渣钢界面的脱磷行为进行分析,归纳出磷分配比与钢液温度、碳质量分数以及炉渣成分间的表达式,并在此基础上绘制出了CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系的等磷分配比线,同时分析了转炉终渣氧化性、碱度以及温度对磷分配比的影响情况。研究结果表明,转炉吹炼过程磷分配比是钢液温度、碳质量分数和炉渣成分的函数,通过与实际生产数据进行验证,发现其与实际结果吻合良好。基于该预测公式,在其他条件不变情况下,随着炉渣FeO质量分数增加,磷分配比[LP]先增加后减小,当终渣FeO质量分数为18%左右时达到最大值;随着终渣碱度的增加,渣钢间磷分配比增加,当终渣超过4.0时,磷分配比增加不再明显。     

钢液深脱硫精炼工艺的研究

通过以高温钼丝炉上测定硫在钢液与BaO-CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系之间的平衡分配,结果表明：在常用脱硫精炼渣系CaO-MgO-Al2O3-SiO2中加入BaO能显著提高渣的硫容量。并进一步在感应炉上进行了钢液深脱硫精炼工艺的实验,得出：含BaO脱硫粉剂比传统的CaO-CaF2脱硫剂具有更强的脱硫能力。     

Effect of BaO,Basicity and Temperature on Manganese Distribution between Slag and Hot Metal in Blast Furnace

Daily average data obtained on the 1033 m³ blast furnace No.3 of the Egyptian Iron and Steel Company (EISCO) were used to investigate the effects of BaO, basicity and temperature on the activity coefficient and activity of MnO in the slag as well as on the manganate capacity and manganese distribution between slag and metal. The activity coefficient was estimated by using the regular ionic solution model. Both activity coefficient and activity increase with increasing basicity and BaO content of the slag. The activity, manganate capacity and manganese distribution ratio are largely dependent on temperature and change only slightly with the basicity. The relative partial molar enthalpy of solution of MnO in the slag is 107 kJ/mol. The relationship between activity and concentration of MnO in the slag is linear over the whole ranges of temperature (1400 to 1450°C) and basicity, (CaO/SiO₂ = 0.61‐0.95). The concentration dependence of manganese activity in hot metal is also linear and the activity coefficient of Mn in hot metal is 0.51. The distribution ratios calculated by using the concept of manganate capacity were correlated with the relevant values obtained from the slag and metal analyses. The calculated partition ratios are in agreement with the observed values. In all cases, empirical equations have been derived.     

RH用低碳深脱硫预熔渣

为实现低碳、超低碳钢在RH中进行深脱硫且钢水不增碳,在200kg真空感应炉上对RH用低碳深脱硫预熔渣进行了脱硫试验研究,结果表明:以CaO-Al2O3-SiO2-MgO为主的低碳深脱硫预熔渣熔点低、脱硫率高,可在真空条件下将钢液中硫的质量分数由30×10-6~50×10-6脱至10×10-6~20×10-6以下,脱硫率达到55%以上,脱硫效果好,脱硫率稳定。该预熔渣中碳的质量分数小于0.05%,在脱硫过程中钢水几乎不增碳,适用于在RH中低碳、超低碳钢深脱硫。研究表明:适当地提高炉渣的光学碱度,可大大地提高其硫容量,增强炉渣的脱硫能力。使用该预熔渣处理钢水有利于钢中夹杂物的去除和细化。     

基于攀钢含钛高炉渣提钛尾渣的精炼脱硫剂研究

采用攀钢含钛高炉渣的提钛尾渣为主要原料,以活性氧化钙为改质剂,制备了性能优良无氟无污染的超低硫钢用精炼脱硫剂.研究了CaO加入量对渣系物相组成、半球点温度以及对钢样脱硫率影响的作用机理,并计算了不同CaO含量渣系的硫容量、光学碱度等理论脱硫热力学参数.结果表明:采用活性氧化钙作为改质剂可以明显提高尾渣的理论硫容量、光学碱度值等脱硫热力学参数,并且可以较好地改善提钛尾渣的熔化性能;当提钛后尾渣中的CaO含量为60%时,渣的光学碱度和硫容量值分别为0.781和15.8?0-3,此时渣具有最好的脱硫性能,可以在较短时间内将钢中硫含量从42.4?0-6降为7.95?0-6,脱硫率为81.2％,硫分配系数为192.6;该研究结果为攀钢含钛高炉渣提钛尾渣的综合回收利用开辟了新的途径.     

高炉炉渣脱硫能力分析

为研究高炉炉渣脱S能力、降低铁水含S量,针对某高炉S负荷进行来源分析,对其炉渣数据进行了热力学分析,得到了铁水Si含量、炉渣碱度以及出铁速度对炉渣脱S能力的影响规律,并提出了改善炉渣脱S能力的措施。     

GCr15轴承钢LF精炼过程脱硫能力的热力学评价

通过现场取样分析和热力学计算,评价了工业化生产GCr15轴承钢LF精炼工序的脱硫能力.分析了精炼温度、钢中酸溶铝含量、精炼渣的光学碱度对LF精炼过程硫分配比的影响.由于实际精炼过程中脱硫反应未达到平衡,实际测得的硫分配比低于理论计算值.得到了精炼温度为1 830～1 855 K,钢中酸溶铝的质量分数为0.020％～o.050％,精炼渣光学碱度在0.760～0.795范围内,精炼温度、钢中酸溶铝、渣的光学碱度及渣中Al2O3、SiO2含量对硫分配比影响的回归方程,该方程可作为实际生产条件下LF精炼工序脱硫能力的评价依据.根据回归方程,设计了改变精炼渣组成的3因素4水平正交实验,分析了精炼渣二元碱度R2及Al2O3和SiO2含量对硫分配比的影响,得出渣-钢间最优硫分配比的精炼渣组成(质量分数)为:CaO 55.11％,Al2O3 30％,SiO26.89％,MgO 8％,光学碱度为0.777.