150吨氧气顶吹转炉使用大孔喷头吹炼各期熔池金属成份的变化

150吨转炉采用全铁水单渣法二批料操作,纯吹氧时间22～30分钟,整个冶炼周期约50分钟。氧气转炉冶炼过程中金属内各元素的氧化,主要是通过氧与铁作用形成 FeO,再与 FeO金属中其他元素作用,形成各相应的元素氧化物。降碳速度与熔池中的碳含量和升温速度有一定关系,降碳速度峰值在2.0%[C]左右。熔池碳含量高时,钢中氧含量低,反之氧含量高。熔池温度愈高,钢中氧含量愈高,冶烁低碳沸腾钢时应注意此问题。Si 是最易氧化的元素,冶炼初期脱 Si 较慢,5分钟时脱 Si 率82%,10分钟为96%。在吹炼初期,Mn 和 Si 一样被(FeO)所氧化,钢中残 Mn 的最低点在初期渣形成期内,一般在开吹后5～10分钟之前。钢中残 Mn 的最高点在第二造渣期,大致相当于熔池降碳速度最快的阶段。终点残 Mn 高或低与铁水含 Mn 量有对应的线性关系。(∑FeO)愈高,则[Mn]钢/[Mn]铁%愈低。终点温度愈高,残 Mn 愈高。但在具体条件下,显然受终点(∑FeO)%及终点[C]%的影响。未看出终点碱度对残 Mn 的影响关系。随着吹炼过程的进行,脱 P 率不断增加,初期为30%,中期为45%,末期为89%,脱S 率则初期为20%,中期48%,末期40%。     

5t电渣炉重熔工艺研究

通过对我厂5t双极串联电渣炉生产H13大型锭过程中采集的实际数据测定，从电流密度、渣系、渣量及熔化速度与枝晶间距关系等工艺参数方面进行了分析探讨，并建造了结晶速度、熔池速度、固相线位置与主要工艺参数问关系的数学模型，将其应用于指导生产，并通过了生产检验，取得了良好效果。生产试验数据还表明，对短粗结晶器，采用大充填比时，不能达到恒结晶速度及恒熔池的设想，需通过改善结晶器冷却条件等因素作进一步改进。     

转炉用提温剂的研究与开发

转炉冶炼不正常时 ,需加硅铁调整碳温关系 ,由于硅铁合金价格贵 ,造成成本增加 ,研究一种新材料——碳化硅球作为提温剂。试验证明 ,采用该种碳化硅球 ,可以缓解钢液降碳速度 ,延长吹炼时间 ,对保钢种及降低成本都有好处     

CaO—SiO2—FeO渣系FeO的还原动力学

本文记录了在１２００－１４００℃熔池中饱和碳还原ＣａＯ－ＳｉＯ２－ＦｅＯ渣系中ＦｅＯ的一些试验观测到的情况，用一套小型热解生日垭研究这些反应。结果显示，一级反应率与ＦｅＯ浓度，渣子碱度及过程中气体产生的显著作用有关系。气体产生的体积率一渣子物理性质如：粘度和表面张力之间的关系已经用雷诺数和摩尔顿数表示。这些发现提出了一个操制反应过程的速度。     

基于熔池混匀度的转炉烟气分析定碳模型

转炉冶炼终点碳曲线拟合模型避开了熔池初始碳含量难以精准确定的问题,假设吹炼后期脱碳速率与熔池碳含量具有一定的函数关系,通过这种函数关系预报钢水终点碳含量.终点碳的三次方模型和指数模型预报精度在±0.02%之间的命中率分别为85.9%和81.2%.运用熔渣分子理论,基于冶炼热轧板材(SPHC)的渣组元成分,计算得出渣中FeO的活度为0.241.出钢温度为1686℃时,C和Fe元素选择性氧化的临界碳质量分数为0.033%.本文在传统指数模型的基础上,充分考虑了枪位、顶吹流量、底吹流量等操作参数对熔池脱碳速率的影响,建立了基于熔池混匀度的指数模型.基于熔池混匀度的指数模型与其他烟气分析碳曲线拟合模型相比,命中率有所提高.以新钢生产热轧板材(目标碳质量分数为0.06%)时的烟气数据为研究对象建模,终点碳质量分数预报误差在±0.02%之间的有75炉次,占验证数据量的88.2%.      

冶金用耐火浇注料涂层高温吹氧管研究

1 前言 为强化电炉炼钢、平炉炼钢、普遍地使用了氧气,向钢液熔池吹氧就是其中一项最有效的措施。向溶池直接吹氧供氧,其降碳反应为: {O_2} 2[C]=2{CO}↑ △H=—516600千卡 其反应过程是放热反应,可以提高熔池温度,吹氧每降碳0.01％使熔池温度升高1.7℃。因此熔池吹氧不但省去了加矿装料时间,同时加速炉料的熔化和杂质的氧化,强化脱碳,缩短丁熔化期和精炼期时间。     

转炉炉气分析动态控制技术的应用

介绍了转炉炉气分析动态控制模型的原理、操作过程及应对终点碳高的措施,并对终点熔池碳含量和脱碳速度的关系进行研究,得出如下结论:为保证终点预测的稳定,吹炼结束前2 min不变枪位、不添加辅料;终点碳含量高,需低枪位过吹到w([C])＜0.04%,或CO2和N2曲线交叉后继续吹15 s,再决定提枪;考虑到枪位对脱碳速度的影响,吹炼终点碳含量和脱碳速度的关系可以用3次方函数表述;只有减小原料条件的波动和稳定操作,才可用热平衡方法预测吹炼终点熔池温度.     

转炉炼钢吹炼终点判定方法研究综述与展望

转炉炼钢终点判定是吹炼过程中的重要和关键环节，其难点在于实现熔池内的碳含量和温度准确实时测量。围绕转炉炼钢终点碳温测量方法和原理，从转炉炼钢生产工艺过程、终点传统人工判定法、接触式传感器法、基于光谱辐射的检测理论与方法、基于火焰图像处理与识别的碳温回归方法以及基于数据驱动的终点碳温软测量建模方法等方面入手，总结了现有方法的研究内容和思路，分析了其中仍然有待进一步改进的内容，并给出了今后在该领域中的研究发展方向，以期能够对本领域的继续研究和发展起到一定的作用。     

炉气分析技术在转炉熔池温度研究中的应用

通过对转炉内外二次燃烧率的分析,结合质量平衡和反应平衡理论,对熔池中碳和温度的变化进行了实验并与模型计算结果相比较,得出结论是：①在做好废钢和炉气密封工作的前提下,应用质量平衡可实现对熔池中碳的准确预测;②转炉内外的二次燃烧率均呈吹炼前期高、中期低、后期再次升高的变化趋势;③利用反应平衡理论可对吹炼中后期的熔池温度进行预测。     

废钢熔化的热模试验

 为了解废钢的熔化速度和熔化机理,在250 kg感应炉中进行了热模拟试验。测量熔化速度采用直径为[?20～?50 mm]的Q235圆钢,熔池温度为1 300、1 400和1 600 ℃。根据试棒直径不同确定在熔池中浸泡时间。根据钢棒浸泡前后的质量和尺寸差别,计算出熔池为1 300、1 400和1 600 ℃时,其质量熔化速度分别为1.8～4.0、3.5～6.5和12.6 g/s;径向熔化速度为0.012～0.026、0.035～0.045和0.060 mm/s。熔池液体与试棒之间的对流换热系数在1 400 ℃时为32 931 W/（m2·℃）,1 600 ℃时为32 884 W/（m2·℃）。在温度为1 300 ℃时,碳在液体与试棒之间的对流传质系数为6.3×10－5 m/s,温度为1 400 ℃时为6.4×10－5 m/s。热模拟试验所测得的钢棒熔化速度、液-固相之间的对流换热系数、碳的对流传质系数都与国外冶金工作者的试验结果相近,可以作为炼钢生产中计算废钢熔化的基础数据。     

氧气顶吹转炉三维流场数值模拟

采用数值模拟软件Fluent对100t氧气顶吹转炉三维流场进行数值模拟。通过模拟结果讨论了炉内不同时期气相速度分布、熔池液面冲击形貌和速度分布以及熔池内部不同深度处速度分布情况。研究结果发现，顶吹转炉中熔池液面凹坑处液体具有较大的速度，而在熔池凹坑外部区域速度降低至很小。不同熔池深度处，熔池液体速度随熔池深度的增加衰减较大。熔池内部搅拌弱区位于熔池中心底部和炉壁底部区域。     

中低碳锰铁中碳的来源和降碳途径

本文分析了中低碳锰铁中碳的主要来源，提出了降碳的两条主要途径，即提高硅锰合金的硅含量降碳和硅锰合金精炼降碳降磷．根据实验结果，提出了使用精炼的硅锰合金作还原剂，可以生产出低磷的优质锰铁合金，并提出了生产中低碳锰铁可以使用普通烧结矿．     

ACLF炉中的脱硫探讨

本文以脱硫热力学和动力学为依据，探讨了在ＡＣＬＦ炉中影响脱硫的几个主要因素，炉渣碱度，熔池温度及时间等，分析了生产现场炉渣碱度与脱硫率的关系，熔池温度与脱硫平均速率的关系，以及加热时间与脱硫率的关系。     

工业硅生产过程的配碳率与硅回收率关系的理论分析

根据工业硅炉熔池的结构,确立了高硅合金生产中的内、外反应区,简化并确定了工业硅生产过程的化学反应及传质与内、外反应区的特征,分析了在原料理想条件下的理论配碳率与硅回收率的对应关系。     

基于烟气成分分析的电弧炉炼钢脱碳模型

为了连续地预测电弧炉熔池中碳含量,实现对冶炼终点碳含量的控制,以红外烟气分析技术和物质质量守恒计算为基础,结合入炉总碳量和供氧量等生产数据,建立了电弧炉炼钢脱碳数学模型.对莱芜钢铁股份有限公司特殊钢厂50tUHP电弧炉实际冶炼数据的模拟计算表明,该模型能实现对熔池碳含量的连续预测和终点控制.模拟计算结果还表明,电弧炉冶炼过程中,脱碳速度主要受供氧流量的影响,最大可达0.12%～0.16%min-1.该模型用于电弧炉供氧优化后,氧气消耗明显降低.     

基于有限元法的布流器水口结构优化研究

为了研究布流器水口结构与铸轧工艺参数的取值这2个关键因素对薄带产品质量的影响,基于有限元分析软件,建立三维铸轧熔池流热耦合模型。布流器水口结构的部分参数通过正交试验的方法进行了优化,并分析了结构参数对熔池的影响。根据优化后的参数,重新建立模型,研究了铸轧工艺参数对熔池温度场的影响规律。结果表明,布流器侧面水口锥角的取值对熔池出口温度差值影响最大,端面水口倾角主要影响自由液面湍动能差,优化后的熔池模型自由液面湍动能以及熔池出口温度分布更加均匀;熔池出口温度与铸轧速度、过热度呈线性关系,从而得出过热度和铸轧速度的合理取值范围,这为实际生产过程提供理论依据。     

高供氧压力下高马赫数氧枪数值模拟

  以北方某钢厂100 t转炉为原型，建立顶吹转炉炉内流场的三维数学模型，采用Fluent软件研究了不同高马赫数氧气射流与熔池钢液速度流场分布之间的依赖关系。研究发现，高马赫数氧枪在Ma（马赫数）为2.0～2.3时，曲线平稳，为最佳供氧压力。在提高供氧压力的同时，氧气射流的最大速度、熔池钢液面的冲击直径及冲击深度也随之增加。模拟结果显示，氧气射流在设计工况氧压小于1.0 MPa时，射流之间相互干扰作用最弱；氧气射流在设计工况氧压力大于1.0 MPa后，冲击直径与冲击深度增幅较小。基于上述研究，在实际生产中应用了高马赫数氧枪后，并结合变枪变压操作工艺，可以改善熔池底部钢液流动状况、稳定转炉吹炼过程、控制炉渣喷溅。     

用氧平炉熔池碳温关系的回归分析

包钢炼钢厂2~#平炉自大修改造为单上升道平炉后,各项技术经济指标均较同期其它平炉优越。为了进一步发掘单上升道用氧平炉的潜力,完善冶炼及热工操作制度,钢厂平炉车间、技术科及钢研所合作,对2~#平炉进行了熔池碳温关系的测试研究工作。     

表面活性元素硫对焊接熔池中流体流动方式和熔池深宽比的影响

综述了近20年国内、外有关特定焊接条件下,硫含量对熔池中流体流动方式和熔池深度影响方面的研究状况。表面活性元素硫主要是通过改变熔池中流体的流动方式来影响熔池的形状和尺寸。表面张力温度系数是熔池表面温度和活性元素硫含量的函数,表面张力不仅仅与硫含量有关,而且还与熔池表面温度关系密切。硫含量并不是获得最好的焊接熔池深宽比的唯一因素,而是硫含量、焊接电流、电弧移动速度、焊接能量以及能量密度的共同作用影响了熔池中流体的流动方式和熔池深宽比。     

基于炉气分析的熔池碳含量及温度变化研究

 根据物料平衡及反应平衡原理，利用炉气分析系统在线连续检测、分析数据，建立了转炉冶炼过程中碳含量及温度变化的动态模型。该模型计算结果与检测结果吻合较好，这表明：①通过烟气流量、成分及铁水质量和初始碳含量可动态地确定熔池中的碳含量；②以动态确定的碳含量为基础，结合炉气分析数据，再经热力学平衡分析，可预测熔池温度的动态变化。