基于机理模型的不锈钢侧顶复吹AOD精炼过程控制

基于对不锈钢侧顶复吹AOD精炼提出的数学模型研制了相应的过程控制模型.该模型包括气体、物料添加及精炼和温度3个模块,按一维瞬态导热处理炉壁传热.应用于120 t AOD炉内14炉304型不锈钢精炼,结果表明:该模型可较精确地控制精炼过程中各物料添加量和吹氧量,给出的各还原终点的钢液成分和温度与实测值较相符;得到的钢液成分和温度随精炼时间的变化规律与依二维瞬态导热分析炉壁热损的过程数学模型估计完全一致,但数值上有一定的偏差.该模型可为基于机理模型进一步研制新的过程控制系统提供可靠的基础.     

基于机理模型的不锈钢侧顶复吹AOD精炼过程控制

基于对不锈钢侧顶复吹AOD精炼提出的数学模型研制了相应的过程控制模型.该模型包括气体、物料添加及精炼和温度3个模块,按一维瞬态导热处理炉壁传热.应用于120 t AOD炉内14炉304型不锈钢精炼,结果表明:该模型可较精确地控制精炼过程中各物料添加量和吹氧量,给出的各还原终点的钢液成分和温度与实测值较相符;得到的钢液成分和温度随精炼时间的变化规律与依二维瞬态导热分析炉壁热损的过程数学模型估计完全一致,但数值上有一定的偏差.该模型可为基于机理模型进一步研制新的过程控制系统提供可靠的基础.     

不锈钢AOD转炉侧顶复吹精炼过程数学模拟初探

对不锈钢侧顶复吹AOD精炼过程数学模拟作了初步研究,注意到该精炼过程的物理和化学特性,考虑体系的质量和热量衡算,以及添加渣料、切头切尾和废钢、合金料等操作,精炼过程的不等温状态、钢液和熔渣质量的变化等因素的影响,提出了一个针对整个精炼过程的数学模型.基于设计的操作模式,以该模型对120 t侧顶复吹AOD转炉内奥氏体不锈钢的整个精炼过程,包括氧化(脱碳)和还原过程作了模拟和估算,与工艺设计给出的参照数据作了比较.     

不锈钢AOD精炼过程数学模拟的研究:模型的应用

以文献[1]中提出的数学模型处理了奥氏体型不锈钢的AOD精炼过程,并以在18tAOD炉中生产1Cr18Ni9型钢得到的32炉数据作了检验,模型估计结果与实测值相符,该模型可为不锈钢AOD过程的工艺优化和在线实时控制提供有用的信息和可靠的基础。     

钢浴形状对转炉不锈钢脱碳精炼的影响

日本川崎钢铁公司千叶厂第 4炼钢厂 ,用熔态还原炉进行了铬矿石的熔态还原之后 ,又用顶底复吹转炉 (脱碳炉 )进行粗脱碳 ,然后再用ＶＯＤ炉进行脱碳和最终成分调整。这次 ,为了降低脱碳炉的精炼费用 ,该厂就钢浴形状对脱碳时的铬损失的影响进行了调查 ,具体方法是改变脱碳炉的砌砖形状 ,试验结果表明 ,铬的氧化损失量随着渣—金属界面积的增加而减少 ,试验形状的新炉子与现有形状的新炉子相比 ,铬的氧化损失量可减少 2 0 %。也就是说 ,在顶底复吹转炉上进行不锈钢脱碳精炼 ,浅熔池形状的钢浴可使铬的氧化损失量减少 2 0 % ,有利于降低钢的成本。摘录自《世界金属导报》2 0 0 0 - 0 9- 2 6( 2钢浴形状对转炉不锈钢脱碳精炼的影响     

用渣洗替代钢包精炼炉脱硫的工艺优化试验研究

为简化船板钢生产工序,减少钢水精炼时间以控制生产节奏,进行渣洗脱硫替代钢包精炼炉(LF)脱硫的工艺改进试验。分析转炉终渣氧化性、终点碳含量及钢包底吹氩流量等参数对渣洗过程中脱硫率的影响。结果表明:终渣FeO质量分数大于25%时,脱硫率在20%以下;终点碳质量分数低于0.06%时,由于钢水氧化性强,钢水脱硫率低于20%,需将转炉终点碳质量分数控制在0.1%以上;增大氩气流量能提高脱硫率,但当流量超过0.5 m~3/min,效果不再明显。该研究为用渣洗脱硫取代LF炉脱硫工序提供了依据。     

利用炉气分析预报AOD炉终点锰磷含量

基于测得的一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气等气体的体积分数,依据反应平衡和质量守恒定律,并结合炉气分析模型所得到的炉内氧的积累,分别建立了预测吹炼终点锰、磷含量的数学模型。通过对模型预测值和实测值进行分析比较,该模型可以预测终点的锰、磷含量,为AOD炉终点锰、磷含量的预报提供了有用的参考。     

基于推理控制的氩氧精炼铁合金终点碳控制

以氩氧精炼低碳铬铁过程为研究对象,建立了过程机理模型。运用关键输出不可测的推理控制方法,以熔池铁水温度作为二次输入,间接控制AOD炉终点铁水碳含量,提升了冶炼效果。     

侧顶复吹AOD转炉熔池内传质特性的研究

研究了侧顶复吹条件下AOD精炼过程中熔池内的传质特性.实验在120 t侧顶复吹AOD转炉1/4的水模型装置上进行,采用分析纯氯化钠作粉剂,在AOD过程的条件下,测定了液体内溶质(Nacl)的传质系数.考察了侧吹和顶吹气量、侧枪枪位及支数、粉剂(气泡)尺寸等对传质速率的影响.结果表明,本工作条件下,熔池液体内溶质的传质系数在7.31 × 10-5～3.84×10-4m/s范围内;对给定侧枪支数和侧吹气量的纯侧吹过程,传质系数随相邻两侧枪间夹角的增大而非线性增大;侧吹主枪气体对熔池内的传质特性有决定性的作用,而顶吹气体射流使传质速率减小,相应的传质系数比纯侧吹下要小,顶吹气量越大越明显;增大颗粒(气泡)尺寸使传质系数增大;对应于实际工艺所规定的顶吹气量,7枪、22.5°和6枪、27°以及5枪、22.5°的侧枪配置均能提供较大的传质速率,分别考虑颗粒与液流的相对速度,紊流中脉动速度引起的能量耗散和将颗粒与钢液间的传质视为刚性的气泡与钢液同的传质,得到了有关的无量纲关系式.     

AOD炉铁水碳含量在线检测与控制

采用光纤光谱仪在线测量AOD炉铁水碳含量,建立模糊控制模型,实现了AOD炉铁水碳含量的高精度动态控制。     

跨行业工业危废用于炼钢精炼的绿色工艺实践

利用铝业危废品铝灰粉和光伏业危废品多晶硅切割硅微粉中微米颗粒极高的表面能特性、及[Al]与[Si]具备还原氧化物的成分特性,在国内钢铁行业首次开发基于铝灰粉助熔的KR无氟铁水预脱硫工艺,用于替代传统KR脱硫工艺中萤石助熔剂的铁水预脱硫工艺,避免萤石对环境的污染;首次开发基于多晶硅切割粉压球的LF炉快速还原顶渣工艺,用于替代传统电石还原顶渣工艺,避免电石危化品的安全隐患。工业试验结果表明：基于铝灰粉助熔剂的KR无氟脱硫剂平均加入量为2 310 kg/炉,和传统萤石助熔剂的KR脱硫剂用量相当,脱硫前后铁水中硫的平均质量分数分别为0.023 0%,0.003 1%,平均脱硫率为86.52%;基于多晶硅切割粉压球的LF炉快速还原顶渣工艺,白渣成渣速度快,钢包渣中(TFe+MnO)质量分数稳定小于1.0%,精炼过程升温速度与传统工艺相当。工艺实践表明：铝灰粉、多晶硅切割粉料等危废品在炼钢精炼的跨行业应用,既解决了铝灰粉、多晶硅切割粉料的回收利用问题,又推动了绿色炼钢的工业化发展。     

α′马氏体对304不锈钢氢脆行为的影响

304奥氏体不锈钢在预应变强化以及长期服役过程中容易发生应变诱导α′马氏体相变,而α′马氏体对304材料的氢脆敏感性影响较大,因此系统地研究α′马氏体体积分数与304不锈钢氢脆间的关系尤为重要。首先通过预变形(0%,10%,20%,30%)在304不锈钢中产生预先存在的α′马氏体,然后进行电化学充氢,最后进行慢应变速率拉伸实验将试样拉断。研究了预先存在的α′马氏体体积分数对充氢304不锈钢力学性能及氢扩散系数的影响,结果表明:304不锈钢的氢脆敏感性和氢扩散系数随着预先存在的α′马氏体体积分数的增加而增加,当预先存在的α′马氏体体积分数超过20%时,氢扩散系数提高了8倍。     

LFV型钢包精炼炉的冶金特性

本文简要介绍和探讨了LFV型钢包精炼炉在脱气、脱硫、脱磷、脱碳、去除夹杂物、吹氩搅拌和温度补偿诸方面的冶金特性,可以作为冶金工作者在炉外精炼选型时参考。     

帘线钢精炼过程碳还原氧化钛理论分析

帘线钢中含钛夹杂物尺寸和数量是衡量帘线钢质量的一个重要指标.帘线钢精炼过程钛含量控制是影响帘线钢中钛夹杂的一个关键因素.本文对帘线钢精炼和连铸过程,碳还原氧化钛的热力学进行了分析.通过计算得出结论,在实际帘线钢精炼和连铸过程,顶渣中的TiO2存在被还原的热力学条件,并通过现场试验证明了热力学计算的合理性.根据理论计算结果,提出了现场的工艺控制措施.在帘线钢精炼和连铸过程使用的造渣剂和耐火材料的成分必须严格控制,防止精炼过程钢液增钛.采用喂线的增碳方式,可以达到快速增碳和减少钢液增钛的目的.同时,通过准确控制转炉冶炼终点碳含量,减少帘线钢精炼过程增碳次数,对于控制帘线钢中钛含量也有重要意义.     

SKF精炼炉留渣操作可行性探讨

分析了国内LF炉、SKF炉精炼渣的组成和本厂SKF炉精炼造渣过程 ,提出了SKF炉精炼留渣法的新工艺及其可行性。采用该工艺 ,可实现SKF炉快速化渣和降低精炼成本。     

LF炉模型研究与工厂设计优化

结合80 t LF炉物理模型和数学模型研究,得到LF炉理想偏心喷吹位置及工艺喷吹参数,从LF炉的工艺布置、加料、水口维护、吹氩制度方面分析了LF工厂设计与其模型研究的结合.结果表明,基于LF炉模型的工厂设计能优化LF炉工艺参数,指导生产实践.     

利用烟气成分检测预报转炉冶炼过程的模型研究

一种以烟气成分连续检测信息为过程参数,物料平衡与能量平衡为基础的转炉过程动态模型,有助于描述转炉工艺过程并改善转炉吹炼终点的命中率。 通过对上述模型的研究得出以下结论：（1）通过烟气的流量、成分,向熔池的供氧量和副材分解氧量,可动态确定炉内脱碳耗氧量及二次燃烧耗氧;（2）动态确定的氧耗量出发,经过冶金动力学计算,可用于确定熔池内成分和温度的动态变化。     

SKF精炉炼留渣操作可行性探讨

分析了国内ＬＦ炉、ＳＫＦ炉精炼渣的组成和本厂ＳＫＦ炉精炼造渣过程,提出了ＳＫＦ炉精炼留渣法的新工艺及其可行性。采用该工艺,可实现ＳＫＦ炉快速化渣和降低精炼成本。     

分解炉内无烟煤燃烧优化的数值模拟研究

采用混合分数方法数值模拟了中材建设有限公司国外一2 000 t/d生产线分解炉内无烟煤的燃烧过程,挥发份采用单速率模型、碳颗燃尽采用反应动力/有限扩散速率模型,颗粒相采用随机轨道模型.首先按照分解炉的设计参数模拟研究了炉内无烟煤的燃烧过程,其次模拟了煤粉喷射速度对燃烧过程的影响,研究了该分解炉焚烧无烟煤最优煤粉喷射速度,为该工程项目的顺利实施提供了重要的理论指导作用.     

浸入式吹氮过程中氮在不锈钢液中的溶解

采用插入钢液内部的吹氮管进行浸入式吹氮方法,研究了304、316和420不锈钢液中氮的溶解度及温度和氮气分压的影响。得到了三个品种的不锈钢,在不同温度和氮气分压下氮的溶解度数据,并对氮的溶解度计算模型进行了验证。结果表明：（1）304不锈钢在1 540℃和1 580℃,100 kPa下的溶解度分别为0.234%和0.206%;316不锈钢在1 500℃、1 540℃和1 580℃、100 kPa下的溶解度分别为0.22%、0.2%和0.17%;420不锈钢在1 510℃和1540℃、100 kPa下的溶解度分别为0.14%和0.13%。温度升高氮的溶解度降低。（2）316不锈钢在1 540℃下,氮气分压分别为20、40、60、80和100 kPa时的溶解度分别为0.10%、0.14%、0.16%、0.18%和0.20%。不锈钢液中氮的溶解度与氮气分压的平方根成正比。