CaO-FeO-SiO2-Al2O3/Na2O/TiO2渣系与碳饱和铁水间磷分配行为

 为了研究Al2O3、Na2O和TiO2作为铁水预处理渣的助熔剂对铁水预处理脱磷的影响,借助FactSage热力学软件绘制了CaO-FeO-SiO2渣系1 573 K液相区。随着Al2O3和Na2O质量分数的增加,该渣系液相区明显扩大,TiO2对渣系液相区影响不大。实验室研究采用纯铁箔替代碳饱和铁水进行热力学平衡试验,间接测定了1 573 K时铁水预处理脱磷渣与碳饱和铁水间的平衡磷分配比。结果表明,渣铁磷分配比随渣中Al2O3和TiO2质量分数的增加而减小,TiO2对磷分配比的影响相对较小;渣铁磷分配比随渣中Na2O质量分数和碱度的增加而增加,Na2O可显著提高渣的脱磷能力;渣铁磷分配比随渣中FeO质量分数的增加先增加后减小,最合适的FeO质量分数为35%～40%。     

炉渣组分对CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O渣系与铁液间硫分配比的影响

针对高碱度高氧化铝的CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O六元渣系,通过在1 773 K温度下测定其与铁液间的硫分配比,研究该渣系的脱硫性能.利用偏最小二乘法回归分析,建立了可较好预测硫分配比的回归方程,利用回归方程分析了炉渣碱度(mCao/msiO2)、MgO、TiO2、Al2O3以及Na2O对硫分配比的影响.结果表明,当炉渣碱度大于2.9时,炉渣硫分配比均在140以上,表明该渣系具有较强的脱硫能力.在实验范围内,硫分配比随炉渣碱度的增加而提高.当碱度一定时,MgO对硫分配比的影响不大,TiO2、Al2O3均使硫分配比降低,其中Al2O3降低硫分配比较为明显.硫分配比随Na2O增加而增加,少量的Na2O即可明显提高炉渣的脱硫能力.     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3-BaO渣系脱硫能力研究

为了探究温度、碱度（R）、MgO质量分数和BaO质量分数对高炉渣脱硫能力影响,以酒钢现场高炉渣实际成分为基准,选取分析纯化学试剂配制实验渣样,采用双层石墨坩埚法研究了含钡渣系的脱硫能力,并考察BaO对脱硫动力学条件的影响。研究结果表明,增大高炉渣碱度,提高渣中MgO质量分数均能使硫分配比增加,炉渣脱硫能力增强。渣中BaO质量分数由0增加到4%,硫分配比先逐渐升高后略有降低,BaO质量分数为35%左右时硫分配比达到最大值。BaO质量分数增加使得熔渣中硫的传质系数增大,脱硫速率明显提升。     

SiO2-Al2O3-Fe2O3渣在铁水脱硫处理中的应用

为了改善铁水脱硫扒渣操作的效果,进行了在铁水喷镁脱硫结束时,将SiO2-Al2O3-Fe2O3系合成渣作为凝渣剂加入铁水脱硫罐内的半工业试验.结果表明,这种凝渣剂具有成渣速度快、铺展性好、吸附脱硫产物能力强的特性,有利于干净扒渣、缩短扒渣时间、降低铁损、减少温降和转炉回硫.     

含BaO、Na2O精炼渣系组分对硫分配比的影响

采用二次正交回归方法设计了以CaO-Al2O3为基本组成,并添加MgO、BaO、CaF2、Na2O等组分的精炼渣;通过实验室系统地研究,建立了硫分配比与精炼渣组分质量分数关系的数学模型;确定了脱硫精炼渣的最佳组成.采用该精炼渣进行脱硫试验,可使钢中硫质量分数降至0.000 4%.     

CaO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2渣系脱硫试验

为确定Ca O-Al2O3-Si O2-Ti O2渣系的脱硫能力,使用10 kg感应炉进行脱硫试验并结合Factsage热力学软件理论计算,考察了二元碱度,Al2O3和Ti O2含量对该渣系脱硫能力的影响。结果表明:二元碱度对渣系硫分配系数的影响显著,其他因素的影响不显著;试验条件下渣系最高硫分配系数的最优组合为:二元碱度7,Al2O330%和Ti O23%,试验条件下的最佳硫分配系数58.14;Ti O2含量低于3%时,Ca O-Al2O3-Si O2-Ti O2脱硫能力和Ca O-Al2O3-Si O2渣系接近,能够满足炼钢脱硫要求。     

CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系脱磷行为

利用Factsage软件计算了Al2O3含量对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系熔点和黏度的影响,并通过实验研究了在1 400℃时,CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系对高磷铁水脱磷行为的影响.结果表明:渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间时,随着A12O3含量的增加,渣系的熔化温度迅速降低,进一步增加渣中的A12O3含量,渣系的熔化温度逐渐增加;Al2O3对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系的黏度影响不大;渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间变化时,渣系脱磷能力变化不是很大,脱磷率维持在91％左右,进一步增加渣系中A12O3的量,脱磷率逐渐下降;Al2O3对脱磷率产生影响可能是其改变了炉渣中液相所占比例,进而影响磷从铁水中向液相渣的传质过程.     

CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-BaO渣系脱硫能力研究

为了探究温度、碱度(R)、MgO和BaO的质量分数对高炉渣脱硫能力影响,以酒钢现场高炉渣实际成分为基准,选取分析纯化学试剂配制实验渣样,采用双层石墨坩埚法研究了含钡渣系的脱硫能力,并考察BaO对脱硫动力学条件的影响。研究结果表明,增大高炉渣碱度,提高渣中MgO的质量分数均能使硫分配比增加,炉渣脱硫能力增强。渣中BaO的质量分数由0增加到4%,硫分配比先逐渐升高后略有降低,BaO的质量分数为3.5%左右时硫分配比达到最大值。BaO的质量分数增加使得熔渣中硫的传质系数增大,脱硫速率明显提升。     

Al2O3和Na2O对高磷铁水脱磷的影响

 在1350℃,采用无氟CaO-FetO-SiO2渣系,以少量Na2O和Al2O3作助熔剂,对磷含量0.42%(质量分数,下同)的铁水进行了脱磷热力学试验。 结果表明：Na2O和Al2O3含量分别为0.7%~3.1%和2.5%~7.9%时,脱磷率为81.4%~90.7%,lgLP为1.50~1.92,lgγP2O5在-15.6~-16.6之间,lgCP为19.9~20.5。脱磷率、lgLP和lgCP 随Na2O含量的增加而增加。lgγP2O5随Na2O含量的增加而降低。Al2O3对脱磷效果的影响与Na2O正好相反。采用半球点法对CaO-Fe2O3-Na2O-Al2O3无氟脱磷剂进行了熔点测试。 发现以Na2O和Al2O3作助熔剂均可使脱磷剂熔点降至1200℃以下,满足高磷铁水转炉脱磷温度要求。     

高炉CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2渣与铁液间硫分配比的热力学模型

 炉渣离子与分子共存理论认为,CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2渣中结构单元或离子对的作用浓度能够像传统意义上的熔渣活度一样表征化学反应能力。通过建立1773K时高炉CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2渣中结构单元或离子对的作用浓度控制方程,运用Matlab进行求解,进而建立了该渣系计算渣铁间硫分配比的通用热力学模型。此外,该模型能够定量计算出CaO和MgO各自对渣铁间硫分配比的热力学贡献率。建立的模型的计算结果表明,当TiO2含量增加时渣铁间硫分配比及CaO的热力学贡献率逐渐降低,而MgO的贡献率逐渐上升。     

A thermodynamic model for calculation of sulfur distribution ratio between CaO- SiO2- Al2O3- Na2O- TiO2- (MgO) slags and carbon saturated hot metal

The ion and molecule coexistence theory (IMCT) indicates that the mass action concentrations of structural units or ion couples in slags can represent the chemical reaction ability as the traditional slags activity.By establishing the mass action concentrations equations of structural units or ion couples in the CaO- SiO2- Al2O3- Na2O- TiO2- (MgO) slags, the mass action concentrations were solved by Matlab, so as to build a thermodynamic model for calculating the sulfur distribution ratio between slags and carbon saturated hot metal under 1450??.The calculated sulfur distribution ratio of model agrees well with the experimental sulfur distribution ratio, which can help to predict the sulfur distribution ratio between slags and carbon saturated hot metal.The thermodynamic model can quantitatively determine the respective sulfur distribution ratio of CaO, Na2O and total sulfur distribution ratio in slags.Through the calculated results, the influencing factors on total sulfur distribution ratio were analyzed. In addition, the model can quantitatively calculate the contribution of CaO and Na2O on total sulfur distribution ratio, and qualitatively describe their trend affected by other factors.     

Experimental Study on Deep Desulfurizer in LF Process

 Abstract： CaO-Al2O3-SiO2-CaF2-MgO was selected as the slag system for desulfurization in LF process. The reaction between steel and slag during desulfurization has been simulated by using Factsage software to study the influence of component on the sulfur distribution ratio. In order to research the influence of CaO content, aluminum powder content and its granularity on desulfurization, laboratory experiments have been carried out in a 200 kg inductive furnace. Results showed that the optimal composition of deep desulfurizer is wCaO=64% and aluminium powder 10% with a granularity of 30 μm. Industrial trials showed that the main composition range of final slag in LF process is wCaO=530%-570%, wAl2O3=234%-251%, wSiO2=81%-100%, and wCaF2=32%-47%. The sulfur mass percent in steel is lower than 00008% with a desulfurization rate above 89%. According to the result of industrial production, this desulfurizer could meet the production requirement for ultra-low sulfur steel, of which sulfur mass percent is under 00015%.     

Ti(C,N)对高钛型高炉渣脱硫能力的影响

在生产渣样的基础上以焦炭为还原剂制备不同Ti(C,N)质量分数的高钛型高炉渣,在不同温度下进行了Ti(C,N)对硫在渣铁间分配系数L_S影响的试验。在本试验条件下,温度对高钛型高炉渣脱硫能力的影响远比Ti(C,N)显著。Ti(C,N)与炉渣的润湿性极好,能将炉渣离子吸附在其周围,降低其自由迁移的能力,在一定程度上降低炉渣的脱硫能力。但是Ti(C,N)以聚集状态不均匀分布于渣中,其能影响的范围有限,渣中绝大部分区域的自由氧离子并未受到显著影响。因此,Ti(C,N)对炉渣脱硫反应的热力学和动力学条件影响很小,在温度相同的条件下,Ti(C,N)质量分数升高虽然使炉渣的表观黏度显著升高,但是硫在渣铁间的分配系数L_S降低不明显。在Ti(C,N)质量分数相同的条件下,随着温度升高,脱硫反应的热力学和动力学条件均明显改善,硫在渣铁间的分配系数L_S显著升高。     

硫容量模型和在五元渣系CaO SiO2 MgO Al2O3 FetO中的应用

 硫容量和硫平衡分配比是衡量炼钢过程中渣系脱硫能力的重要指标。通过光学碱度模型和KTH模型计算了五元渣系CaO SiO2 MgO Al2O3 FetO的硫容量,并与文献的实验测定值进行了比较。结果表明用KTH模型计算的硫容量比用光学碱度模型计算的硫容量更接近实验值,因此KTH模型可用来预测不同组元渣系的硫容量。还详细研究了硫容量和硫平衡分配比的影响因素,结果表明硫容量随炉渣碱度和温度的增加而增加,硫平衡分配比随着钢液中铝、碳、硅含量的增加而增加。     

Study of Interfacial Tension between Molten Steel and Na_2O-Li_2O-SiO_ 2-B_2O_3 Slag

Ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｃａｓｅｓｗｈｅｒｅｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｅ ｔｗｅｅｎｍｏｌｔｅｎｍｅｔａｌａｎｄｓｌａｇｐｌａｙａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ,ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ,ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｓｉｚｅｏｆｎｏｎ ｍｅｔａｌｌｉｃｉｎ ｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎｓｔｅｅｌ ,ｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌ ｉｎ ｓｌａｇｅｍｕｌｓｉｏｎｉｎｔｈｅＢＯＦｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｓｌａｇ ｍｅｔａｌｒｅａｃｔｉｏ…     

RH用低碳深脱硫预熔渣

为实现低碳、超低碳钢在RH中进行深脱硫且钢水不增碳,在200kg真空感应炉上对RH用低碳深脱硫预熔渣进行了脱硫试验研究,结果表明:以CaO-Al2O3-SiO2-MgO为主的低碳深脱硫预熔渣熔点低、脱硫率高,可在真空条件下将钢液中硫的质量分数由30×10-6~50×10-6脱至10×10-6~20×10-6以下,脱硫率达到55%以上,脱硫效果好,脱硫率稳定。该预熔渣中碳的质量分数小于0.05%,在脱硫过程中钢水几乎不增碳,适用于在RH中低碳、超低碳钢深脱硫。研究表明:适当地提高炉渣的光学碱度,可大大地提高其硫容量,增强炉渣的脱硫能力。使用该预熔渣处理钢水有利于钢中夹杂物的去除和细化。     

����������La2O3-Al2O3-CaF2����������Ũ��ģ��

In order to accurately control the rare earth content in liquid steel in electroslag remelting (ESR) process, according to the ion and molecule coexistence theory (IMCT) of slag structure and corresponding phase diagrams, a thermodynamic calculating model for the evaluation of mass action concentrations (designated by Ni for structure unit i) for La2O3-Al2O3-CaF2 slag system was formulated. The results show that the calculated values of NLa2O3 are in good agreement with the reported measured values, indicating that this calculating model can wholly embody the characteristics of the slag system. The activity of La2O3 decreases with the increasing of the Al2O3 and CaF2 content, and Al2O3 is stronger than CaF2 in decreasing the activity of La2O3. But the activity of La2O3 increase with the increasing in temperature at the composition range of 30% La2O3, 20% Al2O3, 50% CaF2. Above all, the activity of La2O3 in La2O3-Al2O3-CaF2 slag system can be quantitatively analyzed by this thermodynamic model, and this model can provide a theoretical basis for precisely controlling the lanthanum content in molten steel in ESR process.     

酒钢SPCC钢的LF精炼脱硫

 通过热力学分析,建立了硫分配比与硫容量的关系,用热力学软件FactSage计算渣中Al2O3活度,用KTH模型计算渣的硫容量,对SPCC(一般用冷轧碳素钢薄板坯钢带)两个浇次10炉钢水在LF进站和出站时取钢、渣样以及测氧和温度,通过分析钢样和渣样成分以及生产检测数据,分析了温度、炉渣成分和钢水成分对LF精炼脱硫的影响规律。定义了硫分配比对钢液中溶解氧活度的急剧变化区(a［O］＜4×10-6),在该区内硫分配比对钢液中溶解氧活度十分敏感,钢液中氧活度的增大导致硫分配比的迅速减小,温度升高,a［O］升高,不仅抵消了升温对脱硫反应轻微的促进作用,反而使硫分配比随温度升高而减小。LF精炼过程Al-O反应未达渣-钢平衡,实际［O］活度介于平衡计算值与Al2O3活度为1的计算值之间,故渣钢硫分配比也介于二者之间。精炼渣二元碱度升高则硫分配比增加,wCaO/wAl2O3在1.6~2.0时脱硫效果较好,硫分配比并不随［Al］s含量的增加而增大,所以用增加w［Al］s来脱硫效果并不明显。钢中夹杂铝(w［Al］t-w［Al］s)降低到10×10-6以下,硫分配比明显升高。     

高炉炉渣脱硫能力分析

为研究高炉炉渣脱S能力、降低铁水含S量,针对某高炉S负荷进行来源分析,对其炉渣数据进行了热力学分析,得到了铁水Si含量、炉渣碱度以及出铁速度对炉渣脱S能力的影响规律,并提出了改善炉渣脱S能力的措施。