高炉加钛护炉时铁水钛硅比的控制

为了探析高炉加钛护炉时的钛含量控制,结合钛硅比(w([Ti])/w([Si])),对实际钛分配比的影响因素进行总结。利用炉渣活度、铁水元素活度,分别计算铁水碳和硅还原渣中(TiO₂)平衡时的成分,并讨论平衡时钛硅比随铁水温度、炉渣二元碱度、铁水硅含量和铁水硫含量的变化。结果表明,硅还原钛硅比<实际钛硅比<碳还原钛硅比。硅还原理论钛硅比受各项参数的影响较小,碳还原钛硅比受铁水温度和铁水硅含量的影响较大,导致铁水钛含量在高温时有发散现象。因此,护炉时期,需着重关注铁水温度和钛硅比。     

柳钢4号高炉钛矿护炉效果及影响钛分配比的因素

结合柳钢4号高炉钛矿护炉实践,重点对炉缸侧壁温度上升的原因、钛矿护炉的效果,以及影响钛分配比的因素进行了分析。4号高炉炉缸侧壁温度上升的主要原因为炭砖侵蚀、原燃料质量波动,尤其是焦炭质量,以及炉内钛残留量减少等。采取钛矿护炉操作后,侧壁温度明显降低,温度上升势头得到有效控制。高炉钛分配比受渣铁成分和温度的影响较为明显,适当提高炉渣碱度和铁水温度、增大铁水硅含量及降低硫含量等有利于钛分配比的提高。     

SiO2-TiO2-CaO-MgO-FeO-MnO渣系与脱钛过程铁水中Ti-Si平衡热力学模型

 为降低铁水中钛含量,采用烧结矿或球团矿进行铁水包脱钛预处理。基于共存理论,采用Matlab编程软件,建立了铁水包脱钛典型渣系SiO2-TiO2-CaO-MgO-FeO-MnO中TiO2活度计算模型。结果表明,随着MgO、FeO、MnO摩尔分数和炉渣碱度的增大,脱钛渣中TiO2活度下降;随着TiO2摩尔分数的增大,TiO2活度提高。脱钛终点铁水中的钛含量与硅含量呈线性关系,其斜率受温度、铁水成分以及炉渣中SiO2和TiO2活度的影响。计算结果与试验结果及实际生产数据十分吻合。     

高炉铁水中硫加速炉缸炭砖侵蚀机理及对策

为了延缓炉缸炭砖侵蚀，分析了炉缸铁水硫含量变化趋势，研究了硫元素加速炉缸炭砖侵蚀机理，提出了现代大型高炉脱硫技术措施。结果表明：高炉-铁水预处理联合脱硫、使用高比例球团是炉缸铁水硫含量升高的主要原因；炉缸炭砖与碳含量欠饱和的铁水接触是炭砖侵蚀的直接原因，硫含量升高使铁水表面张力下降、黏度下降，提高了界面反应速率，增大了铁水中碳的传质系数，加速了炭砖侵蚀。在低渣比条件下，控制炉渣碱度在1.12～1.18,MgO含量在9%～12%,Al₂O₃含量在13.5%～15.5%,并提高铁水中碳、硅、磷元素含量，降低锰、钛元素含量，采用控制炉渣成分和铁水成分的协同脱硫技术，是现代大型高炉脱硫的有效措施。     

铁水中钛含量及其还原率影响因素分析

分析高炉生产数据及铁渣复杂化学反应热力学,分析了铁水[Si]、炉渣碱度、炉渣中MgO含量、钛还原率等因素与铁水[Ti]的关系,结果表明,铁水中[Si]和[Ti]有很好的线性相关性,提高碱度利于渣中CaO与TiO_2反应,降低炉渣中MgO的含量有利于降低[Ti]的还原率。要控制钛较低的还原率,必须进行低硅操作。     

平衡条件下铁水中硅与钒的氧化分离

钒和硅在炉渣与铁水之间的平衡测定结果表明,当铁水中硅的含量低于0.09％后,钒的氧化程度随硅含量的降低而提高。炉渣碱度CaO/SiO_2在0.8～0.9时,渣铁间钒的分配比最低,由于硅在渣铁之间的平衡分配比较钒的分配比高出近5个数量级,因此,在平衡条件下,铁水中的硅能够十分完全地与钒分离氧化。     

含钛高炉渣铁侵蚀炉衬的显微结构分析

对含钛高炉渣，铁显微结构的研究表明，攀钢高炉随冶炼强度的提高，炉渣组成发生变化，渣中TiC,TiN,Ti(C,N)含量减少，影响护炉效果，含钒钛的铁水中含有TiC,TiN,Ti(C,N),对护炉起着很大作用，因此钒钛矿护炉不单是含钛渣完成的，也有含钒钛铁水的作用。     

高炉钛矿护炉规律的研究

 通过热力学计算,讨论了影响高熔点Ti(C,N)在炉内沉积的因素以及可能导致钛矿护炉效果不佳的原因。结果表明,铁水中的硅含量限制了铁水中的钛含量（w(［Ti］)≤0.2w(［Si］)）,所以控制适合的冶炼温度促进渣中TiO2还原的同时还要提高铁水中的硅含量,以保证铁水中有足够的钛;另一方面,要通过降低侵蚀炭砖表面温度来降低钛的溶解度,促进侵蚀部位铁水中钛的析出。通过钛平衡计算得知,护炉时需要长期加入含钛炉料,使得含钛保护层脱落后能在短时间内迅速形成。     

含钛铁水脱硫及转炉冶炼实践

分析了含钛铁水对铁水预处理脱硫、转炉冶炼操作的影响。通过采用渣铁分离剂、改进扒渣操作,有效降低了脱硫粉剂消耗和扒渣铁损;针对含钛铁水的转炉冶炼,采用双渣操作,通过控制放渣时机、炉渣碱度、放渣温度、放渣渣量等措施,显著提高了除钛效果;通过改进转炉热平衡计算方法,能够准确控制冶炼终点温度。工艺改进后,转炉冶炼终点的温度控制和成分控制基本达到冶炼普通铁水的控制水平。Ti和P含量分别为0．0026％和0．0091％,补吹率降到15．34％。     

高炉炼铁中含钛炉渣对Al_2O_3陶瓷杯的侵蚀行为

<正>高炉炼铁中含钛炉渣对Al2O3陶瓷杯的侵蚀行为在现代炼铁生产中,很多高炉采用陶瓷杯加炭砖复合炉缸炉底结构。因炉缸经常受到渣铁严重侵蚀,使含钛物料护炉技术得到广泛应用。在含钛物料护炉中,通常采用提高温度、延长渣铁在炉缸中的停留时间等措施,使炉渣中更多的TiO2被还原出来,生成Ti(C,N),从而提高护炉效果。北京科技大学的学者为了提高高炉含钛物料护炉的效果,以现场含钛高炉渣和人工合成含钛炉渣为原料,通过静态坩埚抗渣试验,利用钙平衡法计算渣量的变化,就温度、反应时间、二元碱度等因素对Al2O3陶瓷杯侵蚀的影响及侵蚀机理进行研     

基于共存理论的转炉脱磷热力学分析

为了定量研究温度、炉渣成分、钢液成分对转炉磷分配比和平衡磷含量的影响,基于共存理论建立转炉炼钢六元渣系的组元活度计算模型和磷分配比L_P计算模型,将磷分配比模型计算结果与转炉炼钢实测磷分配比进行对比,发现两者吻合较好。定量计算结果表明,当炉渣碱度为3.8时,钢液温度从1 640升到1 680 ℃,平衡磷质量分数从0.011 5%增加至0.019 8%。同时定量计算了炉渣碱度及氧化铁含量变化对平衡磷含量的影响,但实际炉渣控制需要考虑炉渣黏度、铁损及炉衬侵蚀。转炉吹炼终点钢中元素含量数量级较小,计算表明终点成分变化对磷活度系数的影响不大,各元素对脱磷的影响主要体现在冶炼初期和过程。     

低钛高炉炉渣的流动性能研究

根据宣钢高炉冶炼条件采用RTW熔体物性测定仪,并以现场含钛高炉渣为基准,进行炉渣的黏度试验;研究不同的碱度、MgO和Al2O3含量对低钛高炉渣流动性能的影响。结果表明:试验用4种不同碱度炉渣黏度η-T曲线具有短渣特性,随炉渣碱度升高,炉渣η-T曲线短渣特性增强;在相同温度条件下炉渣黏度基本随碱度的升高而降低;MgO在一定范围内能起到降低炉渣黏度的作用,但MgO含量超过11%时,炉渣黏度随MgO含量的升高而增大;在试验条件下,低钛炉渣Al2O3含量对炉渣流动性质影响较小,生产中炉渣温度应保证在1400℃以上,炉渣Al2O3含量可以适当选高。     

渣铁成分对铁水含砷量的影响

在实验室对炉渣碱度、铁水初始硫含量和温度对铁水含砷的影响进行研究。结果表明,在试验条件下,铁水含砷量随着二元碱度的增大而增高;碱度超过1.16之后生铁中砷含量变化减缓,改变碱度对生铁砷含量影响已不明显;增大炉渣碱度有利于炉渣脱砷,但不宜过大。随着生铁中初始硫含量的增加,铁水中砷含量也随之增加,说明炉渣脱砷率下降。所以,在相同条件下生铁含硫高则含砷也高,在实际生产中应尽量降低[S],控制生铁含硫在一定意义上也就控制了砷含量。在1 400~1 550℃温度范围内,炉渣脱砷率随温度的升高而降低;温度超过1 475℃后,脱砷率降低幅度变得更显著。     

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。     

模拟复吹转炉脱钛预处理的理论和试验

 采用具备顶底复吹功能的500 kg感应炉模拟了转炉预脱钛工艺,分析了钛的氧化反应机理。试验结果表明：终点铁水钛质量分数平均为0.008 2%,脱钛率平均为71.3%。脱钛率随铁水温度升高而降低,随熔池供氧量增加而增加。铁水的终点钛质量分数与终点硅、锰质量分数存在平衡关系,与过程中碳的氧化没有相关性。渣铁间钛分配比为0.6～1.6,随渣中氧化亚铁质量分数的提高而提高,随铁水温度的升高而降低。试验结果和低温下有利于脱钛的理论分析一致。     

MnO对低镁含钛炉渣流动性及热力学性质的影响

为分析钛矿护炉及锰矿洗炉条件下MnO对炉渣黏度的影响,以低镁含钛炉渣为基础渣系,通过试验和Factsage计算分别研究了不同温度下MnO含量与炉渣黏度、熔化温度、活度等的变化关系。结果表明,在本试验条件下,炉渣黏度、开始熔化温度和完全熔化温度随MnO含量增大而降低,当MnO含量大于1.5%时,其对炉渣黏度降低的作用减弱。在炉渣冷却过程中,黄长石是最主要的析出相,并最先从渣中析出,增大炉渣中MnO含量利于增加液相含量,抑制熔点相对较高的物相形成,从而改善炉渣流动性。同时,随着MnO含量的增加,炉渣热焓增大,渣中固相含量和比热容以及液相炉渣结构等是影响炉渣热焓的主要因素。另外,液相炉渣中MnO和TiO_2的活度随MnO含量的增加呈现相反的变化趋势,MnO活度的增大与TiO_2活度的减小,也进一步反映出MnO具有简化炉渣结构的作用。     

高钛铁水转炉少渣冶炼技术研究实践

渣料消耗是转炉炼钢的关键经济技术指标之一,其值高低代表炼钢技术水平,与满足脱磷、护炉要求相矛盾。某钢厂受高炉矿原料配比影响,铁水钛、磷含量较高,为保脱磷、护炉满足要求,渣料消耗较高。为此,基于高钛铁水性质及其转炉成渣特征,优化转炉供氧制度、造渣制度,以“镁固钛”为技术核心,控制炉渣高TiO₂含量对脱磷、护炉的影响,提高渣料利用率。通过上述工艺的持续优化,形成了高钛铁水转炉少渣冶炼技术,渣料消耗由55.67 kg/t降低至45.86 kg/t,取得了较好的经济效益,为高效化炼钢技术发展奠定了基础。     

高炉钛矿护炉存在问题及讨论

高炉配加含钛炉料是保护炉缸的措施之一，其护炉机制尚不明确，使用效果差异较大，长期使用还会给高炉操作带来一些不利影响。为此，对钛矿护炉机制和护炉失败原因进行了讨论，并通过热力学计算的方法，系统研究了钛矿护炉时高炉渣TiO₂含量、铁水TiC析出温度及钛含量的合理控制范围，从而指导生产实践，为高炉操作者选取钛矿护炉操作参数提供理论依据和参考。研究结果表明：钛矿护炉主要是通过降低铁水流速和促进炭砖复合保护层形成的双重作用来实现。消除炉缸侧壁气隙，保证传热体系的完整，可提高钛矿护炉效果。当前计算工况下，高炉渣中TiO₂质量分数、铁水TiC析出温度、铁水中钛质量分数分别控制在1.5%～3.0%、1 300～1 400℃、0.064%～0.11%范围内，能够有效护炉，减轻其带来的不利影响。     

略钢高炉采用含钛物料护炉

略阳钢铁厂2号高炉在入炉料中配加攀钢钛渣，进行了40天的护炉试验。试验期间，入炉钛负荷5～8kg/t铁，渣中氧化钛21～1．5%，生铁中硅控制在1．2～1．5%，炉渣碱度1．1～1．2，渣中氧化镁7～8%，试验进行10天后，炉腹下各段冷却壁的水温差普遍降低0．5～1℃，炉底温度下降50～100℃。高炉炉况明显好转，生产指标得以改善。     

六西格玛技术在降低铁水硅含量方面的应用研究

通过收集某钢厂2 800 m3高炉的生产数据,结合六西格玛管理技术,对铁水硅含量及所选参数进行相关性分析、因果矩阵分析和回归分析,确定了铁水硅含量的主要影响因素有小焦比、冶炼强度、炉渣碱度和铁水温度,它们对硅含量的综合影响贡献率达81.5%。通过增加炼铁过程中小焦比的用量,提高炉渣碱度,并适当降低铁水温度和冶炼强度,铁水中硅含量最大值为0.497%,平均值为0.476%,下降0.05%。