氧枪振动法化渣检测技术的开发与应用

详细论述了氧枪振动法化渣检测技术的原理、数据处理步骤,简单介绍了在唐钢二钢轧厂的应用情况,为定量评价转炉化渣效果、减少喷溅返干、改善经济指标提供了新思路。     

120t转炉冶炼枪位的探讨与实践

通过理论分析与工业试验研究硅含量、碳含量以及铁液温度等对120 t转炉炼钢枪位的影响。结果表明,对转炉冶炼枪位影响最大的因素是铁液中的原始硅含量。一般情况下,铁液中原始硅含量越高,过程枪位控制就越高。铁液中的碳含量和铁液温度对枪位也有影响,高碳铁液冶炼枪位比低碳铁液枪位要高出100 mm左右。如果铁液前期温度低,并且硅含量偏低前提下,4 min之前需要降枪至1 600 mm,否则渣中FeO过高,在5 min左右炉内会发生喷溅事故。     

关于转炉炼钢过程中喷溅现象的分析

音平控渣技术被广泛应用于转炉炼钢渣况的监测。针对转炉炼钢喷溅易发生的三种情况,结合音平强度和枪位对氧枪操作进行分析,提出避免较大喷溅的操作方法。     

转炉顶底复合吹炼工艺的特点

顶吹氧气转炉是依靠氧枪高度、供氧流量的变更及合适的造渣制度,来获得最佳的渣与金属液的乳状化。然而控制不当,将会造成氧枪的沾钢、结瘤、炉底被击穿、喷溅等现象。此外,在吹炼末期,溶池金属含碳量降低,于是,铁、锰等氧化加剧,渣中氧化铁含量急剧上升。由于碳氧反应减弱,搅拌强度降低,溶池出现较大的化学不平衡。转炉顶底复合吹炼法,是克服以上缺陷而发展的新技术,并已成为当前炼钢工艺的主要发展趋势。转炉顶底复合吹炼,以顶部氧枪喷吹氧气为主,再从炉底吹入少量气体而得名。按其底吹气体的种类、方法及数量不同,已开发了拾余种转炉顶底复合吹炼炼钢法。本文     

渣中FeO和金属中Si的含量对铁水脱S的影响

试验结果表明：FeO降低脱S速率，Si提高脱S速率。FeO的还原和脱S反应会消耗金属中的Si。动力学数学模型的研究，揭示出Si和FeO对脱S效果的影响机理。用该模型可以预测金属中的S和Si的含量。同时进行的基本质量传递有4种：即金属中的S和Si及渣中的FeO和S。结论是：渣／金属界面处的氧势随渣中的FeO含量降低（S的分配率增加）而降低；脱S效果越好，金属中的St含量越高，这就可以保证在渣／金属界面处渣中有较低的平衡的FeO含量和有较大的驱动力促使渣中FeO还原。渣中FeO和金属中Si的含量对铁水脱S的影响@殷宝言…     

顶吹射流对熔池作用效果的等温实验研究

采用1∶10水力学模型对100 t氧气顶吹转炉进行了等温实验研究。用正交实验方案,研究了氧枪喷头类型、枪位和气体流量等因素对冲击深度、喷溅量及熔池混匀时间的影响。研究结果表明,增加喷孔倾角、提高枪位及减小气体流量均可导致冲击深度变浅。射流倾角减小、枪位提高、气体流量增大均会引起熔池喷溅量增加。当喷孔倾角为24°,枪位≤135 mm,气体流量为22 Nm3/h时,熔池具有最短的混匀时间。根据相似原理可知,实际转炉条件下,适当增加氧枪喷孔倾角,枪位≤1.35 m,气体流量控制在18 000 Nm3/h左右,有利于减少熔池喷溅,增强熔池搅拌效果,缩短熔池混匀时间。     

50t顶底复吹转炉的水力学模型实验研究

通过50t顶底复吹转炉水力学模型实验,研究氧气顶底复吹转炉顶枪枪位、底吹气体流量对转炉熔炼过程中熔池搅拌和时间以及对冶炼过程的喷溅及熔池的冲击深度影响。结果表明,当模型枪位在120～210mm,实际枪位1．00～1．56m;模型底吹流量控制在0．38Nm^3／h,实际底吹流量控制在146～190Nm^3／h左右时,熔池混匀时间短,吹炼时喷溅量少。较浅的熔池冲击深度就可达到良好的搅拌效果,有利于避免冲击炉底。当冲击深度较大时,混匀时间反倒增加。     

短路还原法提取铁的研究

采用氧离子导体氧化锆管与还原剂碳、含有电活性物质FeO的熔渣组成电化学体系,利用原电池短路方法从氧化物熔渣中电化学还原得到了无碳金属．实验电池组成为：石墨,[O]Fe—C（aaturated）｜ZrO2（MgO）｜Cu（1）＋（FeO）（alag）,钼丝．利用电化学分析仪,通过测定外电路电流研究了渣中FeO含量、温度以及外电路电阻对熔渣中FeO电化学还原的影响．结果表明：在实验条件下,温度越高,渣中FeO含量越高,外电路电阻越小,熔渣电化学还原就越快．实际终还原率达95％以上．提出了可控氧流冶金中的一种还原方法,发展了可控氧流冶金理论．     

转炉留渣双渣工艺实践

针对转炉常规冶炼工艺脱磷效率低、物料消耗高等难题,研究并改进了转炉留渣双渣工艺。对转炉留渣双渣工艺中双渣倒渣前脱磷效率和双渣倒渣渣铁分离工艺的影响因素进行了分析,通过对双渣倒渣前熔池温度、炉渣碱度、吹炼氧压、吹炼时间以及氧枪枪位、底吹流量和加料模式等参数进行调整,形成了转炉留渣双渣工艺的脱磷期高效脱磷技术、渣铁分离技术等关键核心技术。工艺改进后,双渣倒渣时的脱磷率达到了较高水平,炉渣铁珠含量降低至8%以下,钢铁料消耗降低明显。     

电弧炉中二次燃烧的优化

CO燃烧成CO2放出的热量超过C燃烧成CO时放出的热量的4倍。因此，二次燃烧是提高生产率、降低电能消耗的简单的成本效益法。在镜面渣的电弧炉中，二次燃烧会增加炉膛上部和烟道的热负荷。在采用泡沫渣时，二次燃烧主要在接近炉渣或熔渣内部进行，主要靠手控氧枪或安装在主氧枪铁轨平车上的单流或双流氧枪供氧。双流氧枪有两条独立的回路供氧，一条是主氧枪，一条是二次燃烧供氧枪。在炼钢的全过程中，不停地供给二次燃烧用氧。①在泡沫渣内部的燃烧率比无泡沫渣时提高50％。有泡沫渣时，每1立方标米的氧气可以节省4～skwh电能（无泡沫法时…     

手工自蔓延焊接Al2O3-SiO2-CaO渣系研究

以SiO2、CaO作为造渣剂,研究其对焊渣、焊条燃烧及焊接质量的影响。结果表明,造渣剂的添加明显改善了渣液分离和焊接效果,随添加量增多,燃烧型焊条燃烧速度降低,焊渣密度发生改变但无明显变化规律,综合考虑焊接质量及操作性,SiO2和CaO的添加量分别以0.6~0.9g和0.3~0.6g为宜。手工自蔓延焊接熔渣为玻璃态和晶体共存的多元渣系,焊渣具有Al2O3、2CaO·3SiO2、CaO·Al2O3、FeO·Al2O3和金属Cu。接头断口中仍存在少量未分离的焊渣,抗拉强度达350MPa以上,满足应急抢修的力学性能需求。     

水钢100 t转炉出钢过程回磷分析与实践

转炉出钢过程常伴有钢水回磷现象,导致钢水磷含量上升甚至出格,影响钢材成品质量和经济技术指标。为有效控制转炉出钢过程回磷,通过现场取样、数据采集、模拟试验及FactSage软件分析了出钢过程钢水回磷机理,研究探讨了渣中FeO、SiO₂、出钢温度、钢包渣碱度对回磷的影响。研究结果表明,出钢过程下渣,渣中FeO含量与出钢温度过高,钢包渣SiO₂含量与碱度不在合适范围均会增大钢水回磷率,最高达41%。结合水钢生产实践,出钢温度控制为1 625~1 640 ℃、转炉终渣FeO质量分数为15%、钢包渣碱度为3.6~4.1、控制含硅合金加入、控制出钢过程下渣量的条件下,可高效调节出钢过程回磷,将回磷率降低至15%以下。通过控制出钢温度、终渣FeO、碱度等,可有效降低因下渣导致的回磷。     

铜冰铜—炉渣间界面张力的研究

用X射线照相座滴法测量了Cu-Fe-S系冰铜与FeO-CaO-SiO_2-MgO系炉渣之间的界面张力。实验结果的相对误差为5-9％。讨论了1200℃下炉渣中FeO/SiO_2的重量比值、渣中CaO,Fe_3O_4,ZnO及CaF_2含量对渣-锍界面张力的影响,考察了冰铜品位、温度与渣-锍界面张力间的关系。计算了渣-锍系的浮游系数和膜系数,对O,Fe由渣相向冰铜相的传输机理作了探讨。     

INTERFACIAL TENSION BETWEEN SLAG AND COPPER MATTE

The interfacial tension between FeO-CaO-SiO_2-MgO system slag and Cu-Fe-S systemmatte was determinated by the X-ray radiograph sessile drop method.The effects ofFeO/SiO_2 ratio in the slag,contents of CaO,FeO,ZnO and CaF_2 in the slag on interracialtension and the relation of inter facial tension with the grade of matte and temperature havebeen studied.The floatation coefficient and film coefficient of slag-matte system has beencalculated and the mechanism of the transition of iron and oxygen from slag to matte has alsobeen discussed.     

冶炼、溅渣两用型喷枪的改进和应用

３０ｔ氧气转炉由于供氧压力不足和转炉装入量增大,以及溅渣护炉工艺的应用,对喷枪的工作特性提出了新的要求,据此设计了新的氧枪喷头。经射流特性测试及实际吹炼表明,新型低压大流量中心冷氧枪喷头能够满足冶炼和溅渣护炉工艺的要求。     

Effect of Ilmenite Component and AIR on Element Distribution of Titanium Slag Smelted by DC Arc Furnace

助化学平衡计算法,对冶炼过程中钛、碳及伴生元素的分配行为进行了研究,并用生产结果加以验证,计算结果与实验结果较吻合。结果表明:钛铁矿中Ti O2和Fe O含量的增加,增加了作为微量元素和用于还原Fe O和Ti O2的C量,提高了钛渣中总的Ti O2和Ti2O3的量,同时降低了用于还原Fe2O3的C量,降低了钛渣中Fe O的含量。当钛渣中Fe2O3含量由12%增加到20%时,作为微量元素C和用于还原Fe2O3的C量分别降低了0.006 mol和0.348 mol,钛渣中总的Ti O2和Ti2O3的量分别降低了8.34%和2.37%,而用于还原Fe2O3的C量增加了约0.36 mol,Fe O的质量分数增加了8.94%。其他成分对钛渣中总的Ti O2量的影响程度由大到小排序为:Si O2>Mg O>Al2O3>Ca O。对钛渣还原冶炼过程中元素分配行为的研究,可实现对工艺的更好控制、提高钛渣品位。     

120t转炉冶炼过程硫含量控制与分析

为了实现低硫洁净钢种(w([S])≤0.006%)的稳定生产,通过对渣钢间脱硫反应热力学计算,在结合某厂生产实践的基础上,分析了该厂120t转炉冶炼低硫洁净钢种时相关增硫因素,提出减少KR脱硫渣、废钢和造渣料等入炉原辅料硫质量分数和优化转炉冶炼工艺参数等控制措施,为转炉冶炼低硫钢水和加强终点硫控制提供参考借鉴。结果表明,控制入炉原辅料钢水增硫质量分数Δw([S])≤0.008 22%,转炉终点温度为1 640～1 680℃、炉渣碱度为3.0～4.0、渣中w((FeO))为10%～18%、渣钢硫分配比L_S为5.11～8.16、转炉终点硫质量分数合格率由80%提升至98%。     

涡流贫化法回收铜渣中的金、银、铜

采用熔融铜渣为原料,经过涡流贫化过程,回收铜渣中的金、银、铜,贫化渣进一步升温还原得到含铜铁水,最终可制备成耐磨铸铁。结果表明,通过涡流贫化,铜渣中的Fe_3O_4被还原为FeO,然后FeO与SiO_2结合,生成Fe_2SiO_4。经过涡流贫化后,金、银、铜的回收率分别达到了99.44%、93.97%和93.14%。贫化渣中Fe_3O_4和铜的含量分别为1.53%和0.61%(质量分数)。贫化渣涡流还原后得到的含铜铁水制备的耐磨铸铁成分满足高铬耐磨铸铁国标要求。