硅还原转炉熔渣气化脱磷热力学分析

以离子理论为基础,从转炉渣脱磷热力学分析人手,计算确定了气化脱磷反应的最终产物,对转炉溅渣护炉过程中气化脱磷的热力学可行性提供了理论依据.结果表明,在转炉内还原炉渣气化脱磷是可行的.并讨论了温度、碱度、FeO含量、流动氮气等因素对炉渣气化脱磷产物平衡分压的影响.     

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。     

焦粉还原转炉熔渣气化脱磷试验

为实现转炉溅渣护炉阶段的气化脱磷工艺,避免炉渣磷富集,便于脱磷熔渣留至后续炉次循环利用,在实验室进行了焦粉还原转炉渣的热态试验,研究结果表明,随着试验温度的升高,焦粉的气化脱磷率逐渐升高,1900 K下的气化脱磷率可达82.35%;焦粉的气化脱磷率随着炉渣碱度的升高呈现降低趋势;当焦粉加入量足够时,适当增加炉渣中FeO质量分数有利于气化脱磷反应的进行;当焦粉粒度为0.5~2.5 mm时,气化脱磷率变化不大,约为58%,但当焦粉粒度为2.5~3.5 mm时,气化脱磷率降至52%。富磷相微区碳质量分数与磷质量分数成反比,这印证了焦炭确实参与了气化脱磷反应。研究结果为工艺开发提供了一定的理论指导。     

半钢冶炼炉渣气化脱磷实验研究

在介绍某炼钢系统工艺流程及基于溅渣过程气化脱磷原理和特点的基础上,探讨了温度、Fe O含量、碱度、氮气流量四大因素对半钢冶炼炉渣气化脱磷的影响问题。结果显示,在实际生产过程中,需谨慎选择出钢温度,可以适当提高炉渣中Fe O的含量,适当增加氮气流,使终渣的碱度适当的降低。将气化脱磷渣进行循环使用后,可减少资源、能源消耗,降低对环境影响,节约生产成本,且对后续炉次的冶炼无影响,因此值得在钢铁工业中推广实践。     

转炉熔渣气化脱磷与循环利用工业试验

为深入研究转炉渣气化脱磷后循环利用的工艺效果,在承钢公司100 t转炉上采用焦粉进行气化脱磷试验并分析了焦粉还原P的可行性.试验结果表明：在溅渣护炉阶段添加焦粉进行气化脱磷,熔渣中先被还原的是P₂O₅,试验炉次平均气化脱磷率为36.78%;应用气化脱磷渣循环利用工艺后,试验炉次冶炼终点钢液成分合格,钢液中P质量分数呈现降低趋势;试验中吨钢的钢铁料消耗量平均降低0.04 kg,吨钢的石灰消耗量平均降低5.54 kg,吨钢的CO₂排放量降低约1 kg.     

承钢半钢熔渣气化脱磷循环利用试验研究

溅渣护炉过程加入焦末可使熔渣中P元素以气态形式脱除,在河钢集团承钢公司进行了半钢熔渣气化脱磷循环利用工业试验,研究结果表明:炼钢温度下气化脱磷初始产物以P_2气体存在;半钢熔渣气化脱磷后循环利用不会影响后续炉次的脱磷效果,试验炉次终点钢水磷质量分数均值在0.019%,满足冶炼需求;气化脱磷熔渣循环利用可减少石灰消耗约6.35 kg/t,减少比例为24.73%;气化脱磷炉渣主要物相组成为硅酸盐相、RO相,P主要富集在C_2S相(硅酸二钙)中,炉渣含有部分未反应的焦末。     

上钢一厂溅渣护炉炉渣物性研究

针对上钢一厂转炉终渣∑ＦｅＯ高,出钢温度高,溅渣护炉困难的特点,对该厂转炉终渣,溅后及溅渣层的成分,熔化性温度和矿相组成进行研究,并探讨了炉渣物性对溅渣护炉的影响。     

60 t转炉炉渣气化脱磷后循环利用试验研究

为研究转炉渣气化脱磷后循环利用的冶炼效果,在河钢集团唐钢公司60 t转炉上采用焦粉进行气化脱磷试验。试验结果表明:在溅渣护炉阶段添加焦粉进行气化脱磷是可行的,依据多炉磷衡算法,试验炉次平均气化脱磷率为25.06%;对比常规冶炼炉次,气化脱磷炉次吨钢渣量有所减少,吨钢减少8.66 kg钢渣,减少比例为7.45%;试验各炉次终点钢水磷质量分数均在0.02%左右波动,可见将气化脱磷渣进行循环利用不会影响后续炉次的脱磷效果。     

气化脱磷机理及对下炉次冶炼过程的影响研究

为了解决转炉渣由于磷含量过高而不能返回到转炉内循环利用的问题,采用FactSage7.2并结合SEM+EDS对气化脱磷理论和影响因素、留渣操作和枪位控制对脱磷的影响以及气化脱磷渣形貌进行了分析。结果表明,在温度高于941 K时用C还原出炉渣中P_2O_5的P是可行的,同时降低反应分压有利于气化脱磷反应的进行;采用焦粉作为还原剂时,碳当量和底吹流量分别控制为2倍碳当量和300 m~3/h时气化脱磷效果最好;当底吹流量为300 m~3/h、2倍碳当量和w(FeO)≥18%时气化脱磷率最高,为42%。采用留渣操作溅渣护炉气化脱磷模式时终点钢液磷含量较低,前期采用稍高的吹炼枪位,后期逐渐降低枪位,气化脱磷渣形貌结构表明P元素主要富集在Ca、Si所在的深灰色区域。     

转炉终渣气化脱磷优化试验研究

利用溅渣护炉动力学条件,向终渣中加入焦粉可使终渣中P元素以气态形式脱除,处理后熔渣可循环利用。为进一步提升气化脱磷率进行了优化工业试验,试验表明:焦粉最佳加入量为1.1倍碳当量,其气化脱磷率为42.3%;将溅渣护炉时的底吹流量控制在350 m~3/h气化脱磷率最大,为37.9%;焦粉粒度6～8 mm时气化脱磷率为34%,焦粉粒度细化至4～6 mm时气化脱磷率变化不大;若溅渣前加入1/2焦粉,溅渣开始10 s内加入其余部分,气化脱磷率可提高至37%。