不同温度下精炼渣碳酸化微观结构变化

为了研究不同反应温度条件下精炼渣矿相成分在碳酸化过程中微观结构特征变化,在不同碳酸化反应温度20、40、60、80℃下,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TG-DTG)、~(29)Si固体核磁共振等测试方法分析了精炼渣碳酸化特征变化。结果表明,随着碳酸化反应温度的升高,精炼渣与反应产物CaCO_3的粒径逐渐增加;精炼渣碳酸化反应由外向内进行,生成了大量的颗粒状碳酸钙,结构变得致密均匀。20℃下精炼渣碳酸化过程中C_2S(Ca_2SiO_4)、C_3S(Ca_3SiO_5)生成C-S-H(水化硅酸钙)凝胶,进而C-S-H凝胶发生脱钙现象,Ca~(2+)与CO_3~(2-)结合生成稳定的CaCO_3,碳酸化产物500～850℃失重率达35.26%,有利于碳酸化反应的进行。     

LF精炼渣碳酸化过程Ca赋存状态转变

为提高LF精炼渣资源化利用效率,对精炼渣碳酸化过程中Ca赋存状态转变进行了研究。通过碳酸化实验确定了温度为20℃,液固比为5,通气量为600 mL/min,转速为700 rad/min,粒径小于88μm时碳酸化效果最好,并探究了不同pH条件下Ca²⁺、HCO^-₃、CO■的浓度变化。在此基础上,利用XRD、SEM、TG-DTA、FT-IR等方法对碳酸化前后精炼渣进行了表征分析。XRD分析表明,f-CaO、Ca₂SiO₄、Ca₃Al₂(SiO₄)₃衍射峰强度减弱,碳酸化后主要产物为CaCO₃;DG-DTA分析表明,碳酸化产物在600～800℃失重率达13.35%;SEM分析表明,生成的CaCO₃颗粒聚集附着在精炼渣颗粒表面;FT-IR表明,碳酸化后产生大量碳酸盐,并多为方解石晶型。     

五元精炼渣系熔化温度的研究

利用正交实验的方法对CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO-CaF₂精炼渣的熔点进行了研究。经过方差分析和显著性检验,得出该五元精炼渣系的最佳组成为:25%Al₂O₃、12%CaF₂、7%MgO、R2(CaO/SiO₂)=2.5。并用SPSS软件回归出了可信度高的组分与精炼渣熔化温度之间的数学关系式:T_m=1 451.3-6.25CaF₂-7.36R₂。     

LF脱硫精炼渣的发展

在对传统精炼渣的局限性进行探讨的基础上,论述了BaO、B2O3代替精炼渣中的CaO、CaF2对熔化特性和脱硫性能的影响,展望了这些替代剂的发展前景。结果表明：BaO不仅具有较好的脱硫能力,还可以降低精炼渣的熔点,提高熔渣流动性,BaO的最佳质量分数为5%~25%。B2O3在渣中的质量分数在10%以内时,可以代替CaF2,起到降低侵蚀炉衬和污染环境的作用。     

LF脱硫精炼渣的发展

在对传统精炼渣的局限性进行探讨的基础上,论述了BaO、B2O3代替精炼渣中的CaO、CaF2对熔化特性和脱硫性能的影响,展望了这些替代剂的发展前景。结果表明：BaO不仅可以降低精炼渣的熔点,提高熔渣流动性,还具有较好的脱硫能力,BaO的最佳质量分数为5%~25%;B2O3在渣中的质量分数在10%以内时,可以代替CaF2,起到降低对炉衬侵蚀和对环境污染的作用。     

不同温度条件下连铸保护渣矿相结构的研究

采用矿相显微镜及XRD研究了不同温度条件下连铸保护渣矿相结构的变化。结果表明,在本实验条件下的降温和升温过程中,连铸保护渣的结晶化率均随实验温度的升高而下降,结晶矿相主要为枪晶石、硅灰石、黄长石。枪晶石在1000 ℃和1200 ℃时结晶能力最强,1300 ℃时无枪晶石析出。硅灰石只在1000 ℃时析出,晶体发育程度很高。黄长石晶体在1300 ℃时发育良好且光学性质明显,1000 ℃和1200 ℃时生长缓慢,为细小的颗粒状雏晶。在相同的实验温度条件下,连铸保护渣在升温过程中结晶化率高、晶体细小、结构致密,降温过程中其晶体发育程度良好、晶体粗大     

304不锈钢不同精炼渣碱度下夹杂物的演变

 为了提高304不锈钢的产品质量,结合生产实际,利用热力学计算和扫描电镜能谱分析方法, 研究了硅脱氧条件下,LF精炼渣碱度对304不锈钢在LF精炼、连铸过程夹杂物变化规律的影响。试验结果表明,随着冶炼过程进行,全氧质量分数和夹杂物数量依次减小。304不锈钢采用1.75高碱度炉渣,可以得到较低的全氧质量分数和夹杂物数量,但是夹杂物中Al2O3质量分数高,夹杂物熔点高。采用1.53低碱度炉渣,钢液中全氧质量分数较采用高碱度炉渣高,但是夹杂物中CaO、Al2O3质量分数相对较低,SiO2和MnO质量分数较高,夹杂物熔点低。针对304不锈钢产品可以采用不同的生产工艺路线来满足产品的不同需求。     

碱度对CaO-SiO2-Al2O3系熔渣微观结构的影响

为了明确精炼渣冶金功能的微观本质,本文模拟精炼渣的化学组成,采用拉曼光谱测定并解析了CaO-SiO2-Al2 O3系实验渣的熔体结构.结果表明,熔渣中Si4+以[SiO4]-四面体结构形式存在,随着碱度的升高,Q1Si和Q2Si含量减少,Q0Si含量增加;Al3+以[AlO4]-四面体和[AlO6]-八面体结构形式存在...     

埋弧化渣剂在涟钢LF精炼的应用实践

涟钢210转炉厂目前使用精炼加废钢的工艺,在精炼初期因渣稠化导致电极埋弧效果差,送电效率低、精炼时间延长、钢包耐材寿命降低等问题.废钢的带入同时引起电极与废钢之间产生互通电流,生产区噪音污染严重,容易发生石墨电极断裂现象.为解决和改善上述问题,联合涟钢210转炉厂品种开发室进行了埋弧化渣实验研究,确定了埋弧化渣剂的组成范围.在工业应用中,通过调整加入量和操作制度获得了最佳应用方案.在涟钢的工业试验结果显示:埋弧化渣剂发泡埋弧效果良好,与原工艺对比,加入埋弧化渣剂后精炼时间缩短、电耗与铝耗下降,整个精炼过程脱硫率稳定,埋弧化渣剂有效降低了生产成本.     

LF精炼渣碱度变化对304不锈钢夹杂物成分的影响

采用氧氮分析仪、扫描电镜、金相显微镜等分析手段,系统研究LF精炼渣系对304系不锈钢全氧质量分数wT[O]、夹杂物数量、尺寸及成分的影响。研究结果表明,当LF精炼渣碱度由1.5升高至2.6时,LF出站溶解氧质量分数w[O]由11.6×10~(-6)降低至4.8×10~(-6),铸坯wT[O]由47×10~(-6)降低至24×10~(-6),铸坯夹杂物总数量降低,但当量直径不大于10μm的夹杂物所占比率由77.7%增加至95.1%。热力学计算结果表明:在钢液中各元素达到平衡状态时,渣系碱度越高,低熔点夹杂物2MgO·2Al_2O_3·5SiO_2生成区域越小,MgO·Al_2O_3尖晶石类夹杂物生成区域越大,与生产试验结果一致。随着LF炉渣碱度升高,铸坯夹杂物成分中MgO和Al_2O_3的质量分数分别升高了14.4%和9.1%,当碱度不大于1.9时,铸坯中不会存在镁铝尖晶石。     

DC06 IF钢精炼渣成分优化及钢 渣中氧的控制

摘要：无间隙原子钢（IF钢）对含铝夹杂物要求极为严格。为冶炼洁净IF钢,采用热力学软件FactSage 7.0对IF钢精炼渣系做了优化计算,并采取6组工业实验做验证,根据结果提出改进措施。实验中采取氧传感器、碳硫分析仪及ICP AES对钢和渣成分进行检测,并通过ASPEX自动扫描电子显微镜检测钢中夹杂物成分与数量。热力学计算及实验研究发现,转炉脱碳结束时钢液中碳质量分数宜控制在0.04%,转炉渣中FeO质量分数控制在149%以内,降低钢中［O］质量分数到470×10-6。精炼时控制补吹氧炉次比在64%以下,补吹量在17m3内,精炼渣中SiO2、MgO及TFe质量分数分别控制在6%~8%、6%和5%~10%,钙铝比控制在1.4~1.6时,钢中［O］质量分数可控制在10×10-6,且该精炼渣系对Al2O3有较好的吸附性。在确保精炼脱氧的同时,降低钢液二次氧化,达到IF钢洁净冶炼目的。     

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...     

精炼渣与高锰高铝钢液的相互作用

摘要：为了研究精炼渣与高锰高铝钢液相互作用规律,以CaO-5%SiO2-Al2O3-8%MgO精炼渣与Fe-15Mn-10Al-0.7C高锰高铝钢液在1600℃的渣金反应为研究对象,分别在渣金反应5、15、30、60和90min时取钢样和渣样,通过钢液和渣成分变化进行了渣金反应动力学计算。结果表明：整个渣金反应过程中,钢液中［Al］和渣中SiO2不断降低、渣中Al2O3不断增加;精炼渣与高锰高铝钢液反应前期限制性环节为［Al］在边界层的传质,反应后期渣成分发生改变、黏度升高以及渣中固相颗粒形成,使得SiO2在渣中的传质条件恶化,SiO2向反应界面的传质成为渣金反应的速率限制环节;精炼渣与高锰高铝钢反应分3个阶段：初期反应剧烈、中期渣金界面形成尖晶石层并阻碍渣金反应、后期反应趋于稳定。     

30Cr1Mo1V汽轮机转子钢的精炼渣优化

摘要：为有效控制30Cr1Mo1V汽轮机转子钢中非金属夹杂物和有害杂质元素含量,利用热力学软件FactSage 8.1,计算了1873K下CaO-SiO2-Al2O3-5%MgO系精炼渣与30Cr1Mo1V钢液平衡时的等［O］线、等［S］线,以获得最优精炼渣成分范围。研究了不同精炼渣对钢中氧、硫含量,夹杂物特性的影响,继而揭示了钢中典型MgO·Al2O3夹杂物的热力学形成机制以及夹杂物与精炼渣之间的成分关系,并构建了“钢 渣”界面MgO·Al2O3夹杂物运动模型。实验和模型结果表明,优化渣系50.4%CaO-40-3%Al2O3-4.3%SiO2-5%MgO对钢液脱氧、脱硫和非金属夹杂物控制的效果明显,模型预测结果与夹杂物去除率对应关系良好。     

长水口渣线部位用镁碳质耐火材料的性能研究及应用

摘要：为了进一步提高长水口渣线部位用镁碳质耐火材料的服役寿命,研究了Si粉添加量（质量分数1%~5%）对镁碳质耐火材料显气孔率、体积密度、常温强度和高温抗折强度等关键性能的影响,以及与传统铝碳质耐火材料的抗渣性能对比。结果表明,随着Si粉添加量的增加,镁碳质耐火材料的显气孔率略有降低,常温强度影响不大,高温强度明显增强。其中,当Si粉添加量为5%（质量分数）时,镁碳质耐火材料高温抗折强度提高了30.2%。此外,研究发现,铝碳质耐火材料的侵蚀速率随中间包渣碱度的增大而增大,而镁碳质耐火材料在面对高碱度渣时表现出更好的抗侵蚀能力。最后,在钢厂实际环境的产品测试结果也印证了Si粉对镁碳质耐火材料使用性能的有效提升,具体为用常规铝碳质渣线浇铸SPHD、SPHE和IF钢种时的使用寿命仅为1~3炉,而用镁碳质长水口渣线浇铸的使用寿命提升到3~6炉。     

高频磁场下连铸保护渣润滑行为数学模型

摘要：为了研究高频磁场下连铸保护渣在结晶器内的润滑状况，建立了高频磁场下连铸保护渣润滑行为数学模型，并应用该数学模型研究了初始凝固时磁场作用下渣道宽度、弯月面高度、渣道动压、渣耗、摩擦力等因素对保护渣润滑行为的影响。结果发现，磁场的作用拓宽了保护渣渣道宽度，增大了弯月面高度，使保护渣渣道入口及出口宽度增加，使初始凝固点下移，改善了传热条件有利于铸坯表面质量提升；磁场的作用减小了因结晶器振动而产生的正压和负压，并且正、负压都是随着磁场强度的增大而减小，但磁场强度存在一个最佳值；磁场的作用增大了渣耗量，改善了铸坯与结晶器之间的润滑；铸坯与结晶器之间摩擦力随着磁场强度的增大而减小，当磁场强度为40mT时，总摩擦力减小趋于平缓，因此磁场强度为40mT左右时对减小摩擦力的作用效果较好。     

无氟预熔型精炼渣的设计与应用

为了避免含氟精炼渣中氟的污染,结合炉渣基础理论,经过熔渣黏度和熔点影响因素的分析并通过正交试验得出优选的无氟预熔型精炼渣组成CaO=48%、Al2O3=40%、SiO2=4%、MgO=8%,该精炼渣的黏度和熔点分别为：0.78 Pa.s和1389℃.精炼渣的工业试验表明,精炼初期成渣速度快,为加快生产节奏奠定了基础.与原含氟精炼渣相比,避免氟污染问题;钢液平均脱硫率为86.5%,提高了7.5%;连铸坯中N、H、O的平均含量分别为：47.5×10-6、2.4×10-6、32.5×10-6,分别降低了13%、15%、15%;连铸坯中夹杂物的尺寸显著地减小,连铸坯的质量得到提高.     

不同热解工艺下半焦的微观结构特点及其对燃烧性能的影响

摘要：对比研究了3种直立内热炉半焦(熄焦方式分别为水泡熄焦、喷水熄焦及烟气干熄焦)及一种流化床热解半焦的微观结构及燃烧性能。通过对半焦组成、孔隙结构、有机官能团、碳化学结构及半焦微晶结构分析,获得了不同低温热解工艺半焦的组成及微观结构特点,明确了组成及微观结构与燃烧性能之间的关系。结果表明,不同热解工艺半焦的组成和微观结构差异明显,其对半焦的燃烧性能影响显著。干熄焦碳化学结构缺陷比例大,快速热解半焦孔隙结构发0达、挥发分高,与水喷焦相比水泡焦石墨化程度低;水喷焦燃烧性能优于水泡焦,干法所得半焦的燃烧性优于湿法;半焦的挥发分含量决定其燃点,在快升温速率条件下孔隙结构对半焦的燃烧性能影响较大,而慢升温速率条件下有序化度对半焦的燃烧性能影响较大。     

回转式阳极炉精炼渣物化性能分析

回转式阳极炉采用新型煤基炭制还原剂，对精炼渣物化性能的要求不同于固定式阳极炉，回转炉精炼渣应具有低熔点、低粘度、合适的密度及表面张力度等物化特性以满足实际操作的需要，以云南铜业公司350t回转式阳极炉为例设计并试验，提出了改进意见。