含铌铁水预处理脱硅保铌的研究

 为防止铁水预处理脱硅过程中脱铌,通过中频感应电炉底吹氧气冶炼含铌铁水,研究了铁水预处理吹氧过程中不加渣和加入造渣剂吹炼过程中脱硅保铌的行为及铁水中各元素含量的变化规律。试验结果表明：在铁水温度1623K加入碱度为4的CaO-SiO2-CaF2的造渣剂、供氧强度为0. 5m3/(t·min)时吹氧冶炼,铁水中的硅含量降低到0. 012%(质量分数,下同)时,铌才开始氧化,脱硫率为83%,磷含量不变;在相同的温度和供氧强度,不加造渣剂吹炼时,铁水中的硅降低至0. 16%时,铌开始氧化,硫和磷含量不变;有渣吹炼脱硅保铌终点硅含量是无渣吹炼脱硅保铌终点硅含量的10%,显著脱硫。     

含铌铁水底吹氧气脱碳保铌的研究

通过中频炉底吹氧气冶炼含铌铁水,在1 350、1 475、1 515℃,加入Si O2-Ca O-Ca F2造渣剂或在无渣条件下研究了铁水中碳、硅和铌的氧化规律。结果表明,底吹氧气在1 350℃时加入碱性造渣剂或不加造渣剂时铁水中硅的氧化率为97%,碳的氧化率为20%,而在1 475℃吹炼时硅的氧化率为15%,碳的氧化率为84%;铁水中硅的质量分数下降到0.1%,铌含量不变;在1 515℃,加入酸性Si O2-Ca O-Ca F2造渣剂高温底吹氧气冶炼时铁水中的碳质量分数下降至0.66%,实现了脱碳保铌。     

含铌铁水直接冶炼含铌微合金钢的试验

 含铌铁水通过脱碳保铌探索作为合金化元素回收铁水中铌并直接冶炼为含铌微合金钢的方法。试验在真空碳管炉内进行,铁水温度为1 500 ℃,氧化剂为Fe2O3,真空度为10 Pa,分别进行有SiO2-CaO-Al2O3系造渣剂、无渣真空氧化冶炼研究。结果表明：在无渣条件下,加入Fe2O3铁水中硅、铌和碳同时氧化,不能脱碳保铌;加入造渣剂时,造渣剂的碱度越低,铁水中的硅氧化量越低,碳氧化量越高,碳质量分数最低下降到0.032%,铌质量分数最低值从0.09%下降到0.082%;碱度越高,铁水中硅氧化量越高,铌的氧化量也越高;真空氧化冶炼能够促进碳氧化,减少硅的氧化,抑止铌氧化。在50 kg级真空感应电炉内成功进行了回收铁水中铌直接冶炼为含铌钢试验,为回收含铌铁水中的铌提供新方法,也为工业化直接冶炼含铌钢提供试验依据。     

含铌铁水脱硅试验

为从含铌铁水中提铌,降低铁水中硅含量以获得高品质的铌渣,实现铌资源的综合利用。采用100 kW中频感应炉进行底吹氧气冶炼含铌铁水试验,研究含铌铁水在脱硅过程中硅、铌选择性氧化规律。结果表明:铁水温度在1 350℃,造渣剂碱度为1.5,反应结束后铁水中硅、铌的氧化分别为75.8%、21.4%;而温度在1 350℃,造渣剂碱度为4.6,反应后铁水中硅和铌的氧化率分别为:94.0%,5.9%,但高碱度炉渣抑制了锰元素的去除,造成铁水中锰含量较高,降低后续工艺中提铌所得铌渣的品位。在铁水温度为1 350℃,炉渣碱度w(CaO)/w(SiO2)为1.5时,脱硅的限度为0.15%。     

碳饱和铁液与CaO-SiO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣间钒、硅、锰的平衡和含钒铁水分段脱硅—提钒处理的研究

摘自北京科技大学研究生王新华的博士学位论文,导师:林宗彩教授。 本文对CaO-siO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣与碳饱和铁液反应的平衡条件下影响硅钒分离氧化的因素,铁水脱硅保钒处理的反应规律、反应机构,以及脱硅处理后的铁水吹氧提钒处理的反应规律进行了研究。研究表明上述反应平衡条件下,铁水中的钒完全能与硅分离氧化。确定了脱硅处理温度、炉渣组成、反应体系的动力学条件、铁水含硅量、渣碱度等因素对钒的平衡分配比的影响,以及渣中加入CaO、     

碳饱和铁液与CaO-SiO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣间钒、硅、锰的平衡和含钒铁水分段脱硅—提钒处理的研究

摘自北京科技大学研究生王新华的博士学位论文,导师:林宗彩教授。 本文对CaO-siO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣与碳饱和铁液反应的平衡条件下影响硅钒分离氧化的因素,铁水脱硅保钒处理的反应规律、反应机构,以及脱硅处理后的铁水吹氧提钒处理的反应规律进行了研究。研究表明上述反应平衡条件下,铁水中的钒完全能与硅分离氧化。确定了脱硅处理温度、炉渣组成、反应体系的动力学条件、铁水含硅量、渣碱度等因素对钒的平衡分配比的影响,以及渣中加入CaO、     

100t 转炉留渣双渣法冶炼高硅高磷铁水试验

针对钢厂铁水硅和磷含量较高的特点,采用转炉留渣双渣冶炼工艺以获得稳定的铁水脱磷率。吹炼3 min后加入石灰和污泥球等造渣材料,供氧强度0～3 min时为2.5m³/（t·min）,3～4.5 min时为3.2m³/（t·min）,温度控制在约1320℃。转炉一次倒渣后,继续吹炼,加入后期造渣料,待一氧化碳体积分数稳定时,适当提高氧枪枪位,促进化渣,并进行终点碳控制。试验结果表明:脱磷期铁水平均脱磷率为58.09%,脱碳期钢水平均脱磷率为85.56%;当半钢温度为1320℃炉渣碱度为2.0,炉渣TFe含量为18%时,在脱磷期能获得较好的铁水脱磷效果;当转炉钢水一倒温度为1580℃,终渣碱度为3.5,炉渣TFe含量为20%时,在脱碳期能够获得较好的脱磷效果;转炉终点[P]_e/[P]_r为0.90;试验中得到脱磷期和脱碳期炉渣的岩相组成适合铁水脱磷。     

冶炼中磷铁水最佳复吹模式的探讨

在热力学平衡实验的基础上,依据梅钢冶炼中磷铁水的实践,对复吹转炉冶炼中磷铁水的最佳复吹模式进行了研究。首先在保持造渣不变的情况下,确定最佳的吹炼工艺参数。然后,在这个最佳工艺参数的前提下,通过改变造渣制度,从而确定梅钢最佳的造渣制度。结果表明,采用方案4,渣的质量分数为16％～19％,石灰用量在13t左右,转炉脱磷效果较好。试验中还确定了梅钢冶炼中磷铁水的最佳成渣路线。     

转炉炼钢用铁水的硅质量分数分析

转炉炼钢用铁水硅质量分数过高会影响脱磷率,增加脱磷剂及造渣剂的用量,同时硅质量分数还起着调整炉渣碱度的作用,因此,铁水中的硅质量分数既不能过高也不能过低。通过计算脱磷量与渣量的关系,确定了人炉铁水硅质量分数的合理值,为铁水脱硅提供了理论依据,为转炉炼钢提供优质铁水。     

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%。     

转炉铁水预处理脱磷的影响因素

 基于炉外铁水深度预脱硫+转炉铁水预脱磷的铁水预处理工艺是当今低磷或超低磷钢冶炼的重要工艺平台,其中转炉铁水预处理脱磷是关键的技术环节。以国内“双联转炉炼钢法”预脱磷炉实践为出发点,在实验室高温炉上通过顶加脱磷剂、浸入吹氧进行了铁水模拟转炉预脱磷影响因素的试验研究,比较了铁水温度、铁水初始硅质量分数w(Si)_i、脱磷渣碱度、供氧制度、搅拌强度、萤石加入量对脱磷效率的影响。结果表明,各因素对脱磷率影响的顺序为铁水温度＞w(Si)_i＞供氧制度＞脱磷渣碱度、搅拌强度＞萤石加入量;适宜的工艺参数为铁水温度为1 300 ℃,w(Si)_i 为0.10%～0.26%或低于0.30%,脱磷渣碱度为2.9～3.0,供氧制度中气氧与固氧各占50%或固氧稍偏多,维持较高的搅拌强度;转炉内铁水预脱磷处理可不加萤石。     

天铁热轧180t转炉少渣低温高效脱磷冶炼工艺

为优化转炉冶炼工艺,进行了180 t顶底复吹转炉的少渣低温高效冶炼试验,实现前期渣碱度平均为1.91,前期脱磷率平均为56.25%,后期渣碱度平均为3.02,终点脱磷率平均大于90%,过程石灰、白云石消耗分别降低30%、20%以上。得出冶炼前期碱度为1.5~2.0,熔池温度为1350~1400℃更有利于铁水磷的脱除;随终点出钢温度与终渣碱度的提高,终点出钢磷质量分数增加;分析前期的快速化渣有利于铁水磷更多地脱除到前期渣中;冶炼后期的少渣操作容易造成“返干”,是影响后期冶炼效果的关键因素。     

“全三脱”工艺流程中脱碳渣返回脱磷转炉利用

 为了在“全三脱”工艺流程中实现炉渣的高效循环利用,将[w((P2O5))]较低的热态脱碳炉终渣通过渣罐兑入脱磷炉继续发挥脱磷作用。分析结果表明,提高返回渣量及脱磷渣磷分配比均可显著降低脱磷炉石灰消耗量,当渣钢磷分配比及返回渣量控制合适时,脱磷炉可不加入石灰而使半钢磷质量分数达到目标值。对脱碳炉渣在脱磷炉冶炼中的再熔化过程进行计算分析,随着铁水中硅元素的氧化,脱碳渣碱度降低而不断熔化,逐渐发挥脱磷作用。在“全三脱”工艺流程中成功开发了转炉渣热态循环利用工艺,脱磷率提高约6%,返回脱碳渣加入量约为67.13 kg/t,石灰、轻烧白云石和萤石分别节约9.37、1.15 和2.45 kg/t,半钢温度提高约7 ℃。     

100t 转炉炉衬侵蚀因素的分析和长寿炉龄的工艺实践

通过分析了水钢100 t顶底复吹转炉炉衬的损坏机理和影响炉渣熔化性能的因素,得出每1%V₂O₅降低炉渣熔化温度27℃,每增加1%TiO₂含量,炉渣半球温度约降低5℃,当炉渣TFe含量在20%以上时,炉渣熔化温度在1 320~1 395℃。通过采取铁水捞渣工艺;建立转炉热平衡操作模式,提高拉碳率;铁水Si在0.6%~0.8%时,采用单渣操作,铁水Si>0.8%时,采用双渣操作;建立转炉最佳炉型及控制措施;优化钢水温度制度和优化脱氧合金化制度,降低出钢温度;在补吹提枪前加入适量焦丁,确保冶炼终点炉渣中FeO保持较低含量,提高溅渣护炉效果等工艺措施,结果使转炉炼钢的耐火材料消耗降到8.75 kg/t钢,转炉炉龄达到29 336炉。     

转炉熔渣低温气化脱磷行为

 在低温下脱磷转炉熔渣中的磷质量分数过高往往是限制转炉渣循环利用的重要因素,因此如何有效降低转炉熔渣中磷质量分数成为众多钢铁企业迫切需要解决的重点问题之一。基于此,从理论分析和工业试验角度,并结合XRD、SEM-EDS和拉曼光谱等试验手段进一步分析研究了理论热力学条件、转炉渣熔点、矿相结构和炉渣结构对低温气化脱磷的影响。通过理论分析表明,较高温度、较低的FeO含量和碱度有利于低温气化脱磷反应。工业试验结果表明,当终点温度为1 350～1 360 ℃、转炉渣FeO质量分数为25%～35%、碱度控制为1.2～2.5时,气化脱磷率可以达到30%以上。当炉渣碱度小于1.25、FeO质量分数小于35%时,适当地提高炉渣碱度和FeO含量能促进炉渣熔点降低,进而有利于低温气化脱磷反应的发生。XRD和SEM-EDS分析结果表明,转炉渣主要由富磷相、基体相和RO相组成,其中Si、P、Ca质量分数高的Ca₂SiO₄-Ca₃(PO₄)₂富磷相的存在不利于低温气化脱磷反应发生,Fe、Mn等金属氧化物质量分数高的RO相和基体相的存在有利于低温气化脱磷。通过转炉渣拉曼光谱分析表明,当转炉渣硅氧四面体结构Qn(n=1,2,3)相对含量较低时,渣中聚合度降低,且Ca₃Si₂O₇相含量较少,炉渣流动性较好,此种渣结构有利于低温气化脱磷。通过本研究可以为钢铁企业实现脱磷转炉渣的二次利用提供借鉴。     

低磷低硅铁水180 t复吹转炉冶炼高磷钢的工艺优化

在统计分析了转炉前期炉渣碱度和钢水温度,终点炉渣碱度、终渣全铁含量和终点钢水温度对脱磷率影响的基础上,优化了0.29%Si,0.085%P铁水180t复吹转炉的高磷钢冶炼工艺。200炉冶炼结果表明,通过使用低枪位使钢水快速脱碳升温,控制前期炉渣碱度≥2.2、终点炉渣碱度2.8~3.2,终点炉渣全铁含量≤17%,转炉出钢温度1 650~1 680℃,可控制脱磷率≤60%,终点钢水磷含量均值为0.035%。     

CaO-SiO2-V2O3三元系活度模型及其应用

 根据熔渣结构的分子离子共存理论建立了CaO SiO2 V2O3三元系活度模型,应用该模型对用钒氧化物矿代替钒铁直接合金化冶炼高速钢的工艺过程进行了热力学计算和分析。 结果表明：在高温下,SiC比Si、C的还原性能强。SiC和Si与V2O3反应时渣钢间V的分配比随碱度的提高而下降,而C与V2O3反应时渣钢间V的分配比随碱度变化不大。Si和C与V2O3反应时渣钢间V的分配比随Si、C含量的提高而下降。     

低硅低温铁水终点磷含量高的原因分析及控制

针对转炉冶炼低硅低温铁水终点磷含量偏高的现象,从冶炼中期炉渣FeO含量、炉渣碱度及倒炉温度等几方面因素对脱磷分配比的影响进行了分析。通过改善化渣条件和成渣途径等相应措施,降低了冶炼终点钢水中的磷含量,提高了钢水的质量。     

120t转炉高磷铁水冶炼高碳低磷钢生产实践

针对莱钢用高磷铁水冶炼高碳低磷钢容易出现终点碳过低和终点磷超标的问题,通过将脱磷渣碱度控制在1.5左右,实行双渣留渣工艺,提高前期底吹强度改善动力学条件,使用无氟化渣剂和增上滑板挡渣优化挡渣效果等措施,实现了高磷铁水冶炼低磷钢的高效生产。其中,终点磷质量分数可稳定控制在0.010%以下,脱磷率由89.80%提高到94.67%,终点碳质量分数控制在0.15%以上,钢水氧化性降低,钢包渣厚降低了40mm,精炼成白渣时间减少,满足了高碳低磷钢洁净度的要求,取得了良好的经济效益。