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.     

不同冶炼温度下转炉炉渣成分及性能的匹配研究

转炉冶炼过程中冶炼温度、炉渣成分与性能等均处于不断变化之中,研究各参数的变化及相互匹配对进一步优化冶炼工艺具有重要意义。基于2种典型成渣过程的生产数据和相关研究成果,对转炉冶炼过程中熔池温度、炉渣成分、炉渣熔点和黏度、磷容量和硫容量等的变化进行了梳理和比较,从热力学、动力学两方面对冶炼过程各参数的匹配状况进行了分析,探讨了其对脱磷、脱硫效果的影响。结果表明,铁质成渣路线在吹炼初期可实现与炉温的良好匹配,而钙质成渣路线冶炼前中期炉渣熔点高、流动性差。为改善炉渣脱磷能力,可选用铁质成渣路线并控制前期升温速度。     

复吹转炉预直炼法成渣路线分析

 转炉成渣路线直接影响生产效率,而预直炼法脱磷期与脱碳期任务的不同,对成渣的要求应区别对待。 从热力学和动力学两个方面,对预直炼法不同时期成渣路线进行了分析探讨。结果表明,铁水磷含量不同应选择不同的成渣路线,预直炼法脱磷期和脱碳期成渣路线有明显不同。脱磷期铁水中磷含量较高,脱磷的驱动力较大,主要通过改善动力学条件来加快脱磷,宜采用铁质成渣路线。脱碳期铁水温度较高是脱磷的不利条件,因此改善热力学条件来进一步强化脱磷,宜采用钙质成渣路线。     

120 t转炉少渣冶炼工艺研究和实践

本钢集团有限公司北营炼钢厂转炉脱磷以往采用高碱度、大渣量、高氧化性、低温的"三高一低"工艺,较多强调石灰加入量,导致石灰消耗过高(40~50 kg/t),忽略了炉渣流动性和热力学条件。2016年开始对120 t转炉渣系进行研究,通过降低炉渣熔点,改变其流动性,改善动力学条件,采集3 500组生产数据验证,转炉石灰消耗由42 kg/t降低到33 kg/t,减少了1/5的用量,终点脱磷率由87%提高到92%。通过大量生产实践证明转炉少渣冶炼是可行的。     

铝矾土化渣工艺的试验研究及应用

对转炉用新型化渣剂-铝矾土化渣工艺进行了试验研究,试验结果表明,其化渣效果可以替代萤石,改善了熔池反应的动力学条件,在保证转炉脱磷、脱硫能力的同时,减少了炉渣对炉衬的侵蚀和环境污染,降低了化渣剂成本。     

超低磷工业纯铁生产实践

基于太钢工业纯铁磷含量控制现状,为解决磷含量偏高的问题,采用转炉“双渣”操作,比常规工艺脱磷率提高2%～5%。采用钢包炉脱磷,渣中FeO含量达到30%以上。相比常规工艺,炉渣氧化性更强、碱度更高,高氧化性、高碱度炉渣为脱磷提供了良好的热力学条件。采用转炉“双渣”与钢包炉脱磷相结合的工艺,在超低磷工业纯铁生产中取得了良好的效果。     

转炉脱磷工艺的最新进展

转炉脱磷工艺利用了转炉容积大的特点,可以实现转炉前期快速高效低碱度脱磷.脱碳渣的循环利用降低了石灰等辅料消耗和渣量.在低温低碱度转炉脱磷的条件下,低温在热力学上有利于脱磷,但温度过低会使渣过于粘稠而影响动力学条件并使倒渣困难;适当提高碱度,脱磷效果较好.随着渣中氧化铁含量的上升,脱磷效果先上升后下降.转炉脱磷渣中固液两...     

半钢炼钢化渣剂的开发和应用

针对半钢在冶炼中具有硅、锰等元素生成的氧化物少,成渣困难,吹炼过程热量少的特点,研究了减少渣量、改造渣系结构、提高炉渣冶金能力的方法,制定出3种渣料配比方案.通过对初期渣形成时间、过程冶炼情况、造渣材料消耗、炉渣脱磷、脱硫效果和改造前后终渣成分的对比,3种化渣剂均能缩短半钢炼钢成渣时间,合理调整炉渣碱度,降低渣中FeO含量,改善渣系结构,提高炉渣冶金效果,是半钢炼钢有效的化渣剂.     

大型转炉优化造渣工艺提高脱磷的效果

 针对转炉冶炼存在的转炉前期化渣速度慢,冶炼终点钢水、炉渣氧化性高,终点磷含量控制不稳定等问题,利用炉渣熔化性测定、热力学平衡计算、炉渣矿相分析的方法研究了260 t转炉造渣、供氧工艺。结果表明,转炉初期渣熔化温度为1 330 ℃,不利于转炉前期化渣;终渣熔化温度为1 200 ℃,不利于转炉后期的炉衬维护;终点钢水磷含量与渣钢间磷平衡值差距较大,说明转炉吹炼终点动力学条件不足;炉渣中游离氧化钙含量较高,有部分未熔化的石灰。通过优化转炉渣料加入顺序和数量,强化转炉终点氧枪枪位控制、底吹搅拌等技术措施,可获得较高的转炉终点脱磷率和渣-钢间磷分配比,使终点渣-钢间磷含量更接近平衡;终点炉渣发育良好,游离氧化钙含量适中。     

低碳铝镇静钢转炉炼钢低温脱磷工艺

对转炉脱磷进行热力学与动力学分析,介绍了低碳铝镇静钢转炉低温脱磷生产工艺,对该生产工艺过程参数进行了统计分析,并对过程炉渣进行了SEM、EDS、XRD分析.结果表明:通过降低平均出钢温度至1 617 ℃,碱度控制在2.4～3.0,TFe质量分数控制在12％～15％,转炉后期脱磷效率大大加强,冶炼后期调渣后TSC阶段渣钢...     

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。     

转炉渣气化脱磷后再用于脱磷基础研究

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炉渣作为返料用于造渣脱磷的热态试验。研究结果表明:气化脱磷渣具备高氧化钙、高碱度、低P_2O_5、高FeO的特点,不需经历成渣过程,可直接用于二次脱磷;采用气化脱磷渣进行铁水脱磷试验时,随着试验温度的提高,铁水终点磷含量呈增大趋势,1 500℃下终点铁水w(P)仅为0.067%,对应的脱磷率为40%;对比气化脱磷渣和配制脱磷剂炉次的脱磷速度可知,在反应前期,气化脱磷渣成渣速度快,气化脱磷渣炉次的铁水磷含量低于配制脱磷剂炉次;但受限于磷容量,气化脱磷渣的终点脱磷效果不如所配脱磷剂,因此建议在工业试验中可将气化脱磷渣与新造渣剂搭配使用,在保证脱磷效果同时,减少造渣料消耗。     

CaO基含TiO_2和Al_2O_3半钢渣系脱磷能力的热力学

以共存理论和冶金脱磷原理为基础,建立了脱磷热力学模型,并对CaO基含TiO_2、Al2O3半钢渣系的脱磷能力进行热力学研究,得到CaO基含TiO_2、Al2O3半钢脱磷渣系的磷分配比和磷容量热力学模型。研究结果表明,渣中TiO_2和Al2O3均会使炉渣的脱磷能力降低,尤其是在低温低碱度条件下影响较为明显,两种氧化物在质量分数相同的情况下,TiO_2比Al2O3的影响更大;随着炉渣碱度的增加,炉渣的磷分配比和磷容量均先升高而后持平;随着渣中w((Fe O))的增加,炉渣的磷分配比和磷容量均先升高而后降低;随着w((Mg O))的降低,炉渣的磷分配比和磷容量逐渐降低。采用半钢化渣球冶炼半钢,渣中w((TiO_2)+(Al2O3))和w((Fe O))升高,w((Mg O))稍有降低,在Fe O和Mg O的共同作用下,半钢渣系的磷分配比和磷容量有所升高。控制炉渣碱度为4.0左右,w((Fe O))≤20.0%时,炉渣不仅具有较高的磷分配比和磷容量,并且可以弱化TiO_2和Al2O3对磷分配比和磷容量的影响,确定半钢化渣球的加入比例为总渣量的15.0%~20.0%。     

优质高碳钢高拉碳前期脱磷过程控制

在分析了复吹转炉脱磷的热力学与动力学条件的基础上,利用复吹转炉吹炼前期（0～8min）低温的有利条件实现钢-渣充分脱磷、倒掉脱磷渣后进行少渣冶炼、高碳下出钢。以实现复吹转炉吹炼前期高效脱磷,吹炼前期的脱磷率达到75%-93％。     

转炉冶炼汽车用钢脱磷工艺

为了减少RH吹氧升温对洁净度的影响,汽车用钢在转炉冶炼过程中终点温度往往更高,从而导致转炉冶炼过程脱磷困难。通过对渣钢间脱磷热力学和动力学的计算,分析了转炉"留渣+双渣"工艺条件下磷分配比与钢液成分、炉渣成分以及温度的关系;结合工业生产试验,通过改变倒渣时间以及调整炉渣成分并对转炉冶炼过程钢液、炉渣连续取样,研究了转炉"留渣+双渣"工艺条件下的脱磷变化规律并得出了快速脱磷的工艺条件:吹炼开始加入小块废钢和轻薄料快速增加炉渣FeO含量并控制钢液温度的升高,吹氧量达到40%时倒出高磷含量炉渣;吹氧量为40%~80%期间增加炉渣FeO含量,减少炉渣返干,防止钢液回磷;转炉终渣碱度控制在4.0左右,终渣TFe质量分数在18%~20%和尽量低的出钢温度。     

钢包铸余渣作为转炉脱磷助熔剂理论及实践

针对铝酸钙系精炼钢包铸余渣代替萤石作为转炉助熔剂对脱磷效率的影响,首先利用Factsage热力学软件对比计算分析了Al2O3、CaF2作为转炉炉渣助熔剂,对脱磷产物活度及磷容量的影响规律,并在实验室硅钼炉上对脱磷效率影响规律进行了对比研究。在此基础上,研究了精炼钢包铸余渣代替萤石的替代比例及应用效果。结果表明,分别以Al2O3、CaF2作为转炉脱磷助熔剂时,二者对炉渣碱度的控制要求相当;CaF2的助熔能力明显强于Al2O3,而Al2O3能降低脱磷产物的活度,增加炉渣磷容量,相比CaF2对脱磷反应具有热力学优势;w((Al2O3))为5.0%～9.0%的炉渣达到的脱磷效率,与w((CaF2))为3.0%～6.0%时相当;用武钢铝酸钙系钢包精炼铸余渣代替萤石作为转炉炼钢脱磷助熔剂,其与萤石的替换比例为2.5∶1,冶炼过程炉渣熔化良好,转炉终点钢水脱磷率提高3.0%左右。     

含磷钢渣碳热还原脱磷及资源化利用的研究现状

摘要：针对脱磷转炉渣中磷资源高效回收及其资源化利用过程中存在的问题,系统总结了含磷钢渣除磷方式及其应用优缺点,并着重总结了不同条件（炉渣温度、炉渣碱度、钢渣中FeO质量分数、碳当量、底吹气体流量、冶炼时间等）对碳热还原气化脱磷的影响规律。同时,以应用前景较好的碳热还原气化脱磷方法为基础,提出了脱磷转炉渣在碳热还原气化脱磷过程磷的流向规律,展望了渣中磷资源回收制备磷铁及其循环利用模式。这为实现渣中磷资源高效回收及处理后残渣资源化利用提供重要研究基础和方向。     

120 t转炉半钢炼钢去磷保碳工艺的生产试验

针对攀钢转炉半钢冶炼中高碳钢增碳法增加成本降低钢水质量问题,采取了半钢增硅化学热补偿工艺,并根据对转炉脱磷热力学以及钢渣中磷富集规律,得出炉渣中磷的主要富集相为硅酸二钙。采用快速成渣、降低出钢温度等技术措施后,增加了炉渣中富磷相的比例,提高了脱磷效果。试验结果表明,新的热补偿工艺在提高半钢热源的同时,使得炼钢转炉成渣时间由4.1 min缩短到2.5 min,试验炉次转炉终点钢水碳含量平均为0.18%,温度平均为1653℃,炉渣TFe含量平均降低2.81个百分点,终点磷含量均控制在0.015%以内。     

提高转炉炼钢终点磷命中率优化控制措施

脱磷有利条件为"三高一低一良好","三高"分别指适度的高碱度R、高FeO、大渣量;"一低"指适当的低温,这两项为热力学因素;"一良好"指良好的炉渣熔化性及流动性、钢渣界面传质速度等,而"一良好"为动力学条件,但常常被忽略,确是最为重要因素.转炉脱磷是受到热力学及动力学因素的综合影响,在生产中采用吹炼前期渣早化、吹炼中期...     

LF炉精炼渣用于铁水预处理脱磷剂的可行性分析

基于对铁水脱磷热力学条件及常用铁水脱磷剂组成的分析,对比LF炉精炼渣和脱磷剂的成分和理化性质,认为LF炉精炼渣经过部分处理和合理配料后,可以作为铁水预处理的脱磷剂使用;LF炉精炼渣可替代脱磷剂中的固定剂和部分助溶剂,应用于铁水预处理能够满足生产要求,减少造渣材料消耗和炉渣外排,达到清洁生产的目的。