含钒铁水增碳试验研究

在1 500℃的增碳温度下,分别利用石墨、焦炭、碳粒、低氮增碳剂、无烟煤等五种增碳剂对含钒铁水进行增碳试验,结果显示,石墨和低氮增碳剂的增碳效果最好,碳粒和无烟煤次之,焦炭最差。同时,分别在1 550℃和1 450℃时进行了低氮增碳剂、无烟煤、焦炭的增碳试验,试验表明:增加温度可提高增碳剂的增碳速率,从而改善增碳剂的增碳效果。通过综合分析认为无烟煤最适宜于含钒铁水的增碳处理,在1450~1 550℃的温度下,温度越高越有利于增碳。     

傅里叶磁光谱仪中的起偏器和检偏器的自动定位及误差分析

在傅里叶变换型磁光谱仪中，起偏器和检偏器的初始方位通常需要在测量前预先定位。提出了一种不需要专门对起偏器和检偏器定位即可完成磁光谱的测量计算的新方法，该方法可以计算出起偏器和检偏器的初始角度值，从而进行自动校准。推导了检偏器旋转角度偏差导致磁光偏转角测量误差的理论公式，并进行了数值分析，给出了测量误差与旋转步数的关系，数值结果表明检偏器角度偏差引起的误差与步数的平方根成反比关系。还给出了一个钴膜样品的磁光克尔角随外加磁场变化的实测曲线。     

含钒铁水提钒工艺的发展

分析和讨论了三种含钒铁水提钒工艺,即摇包提钒工艺,铁水包提钒工艺和转炉提钒工艺,列出了三种铁水提钒工艺的最新研究进展,并指出了三种铁水提钒工艺的优缺点以及存在的实际问题。通过分析认为,复吹转炉提钒是铁水提钒的发展方向,集成控制和绿色化生产是复吹转炉的发展方向;只有加强生产流程的精细管控,才能实现高品质、高效率、低成本、低能耗的生产目标。     

含钒渣系活度计算模型及应用

为研究转炉提钒的热力学,构建FeO-MgO-MnO-SiO_2-V_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2七元渣系活度计算模型.利用此模型研究了影响钒渣中V_2O_3活度的因素,认为降低提钒终点温度,提高炉渣中的氧化铁含量,有利于降低钒渣中V_2O_3活度,提升转炉提钒的效率.通过活度模型计算得到,在低钒铁水和高钒铁水提钒过程中,碳钒临界转化温度分别为1313℃和1376℃.     

吹炼终点钒在渣铁间的分配比及相分析

采用具备顶底复吹功能的500 kg中频感应炉模拟复吹转炉铁水提钒工艺,研究吹炼终点钒在渣铁间的分配比;运用X射线衍射分析钒铁尖晶石的分子组成。试验结果表明:吹炼终点钒在渣铁间分配比Lv为1.8~2.8,且与渣中FeO含量相关。为了保证钒渣质量,降低钒渣中FeO含量,减少铁损,吹炼终点V的质量分数不宜过低。钒渣中钒铁尖晶石的分子式为FeO(Fe,V)_2O_3,表明钒渣中钒为+3价。吹炼初期钒渣中存在少量+2价钒,随着供氧量增加,+2价钒的数量逐渐减少。     

含钒铁水增碳与增碳剂的选择

通过分析含钒铁水增碳的热力学,证明了含钒铁水增碳的可行性。然后在1 500℃的增碳温度下,将5种增碳剂加入到含钒铁液,进行增碳试验。由试验结果可知,5种增碳剂的增碳效果优先顺序为:低氮增碳剂、石墨、无烟煤、碳粒、焦炭,增碳反应的平衡常数K的数量级为10~(-4)s~(-1)。分析认为,增碳效果的不同主要与增碳剂中硫含量和灰分含量的差别有关。综合分析表明无烟煤是含钒铁水增碳的最佳增碳剂,在实际生产中,吨铁加入13.2 kg无烟煤时,增碳量为0.5%。     

复吹转炉铁水提钒理论及热模拟试验

采用共存理论计算了提钒炉渣V_2O_3-SiO_2-TiO_2-Cr_2O_3-MgO-MnO-FeO中V_2O_3的活度系数,研究了炉渣组元、温度对V_2O_3活度系数的影响,得到V2O3的活度系数为0.5×10~(-6)~9.0×10~(-6)。通过对V-C平衡进行研究,得出了V-C氧化的转化温度为1380℃,即吹炼过程铁水控制温度。采用具备顶底复吹功能的500kg中频感应炉模拟了复吹转炉铁水提钒工艺,试验结果表明:吹炼终点钒质量分数平均为0.06%,钒氧化率为95%。底吹搅拌可以显著加速铁水中钒的氧化,缩短3min的冶炼周期。     

不同增碳剂对含钒铁水增碳的理论分析和试验

 用热力学方法计算并分析了铁水增碳过程中碳溶解反应自由能变化以及碳氧化反应自由能变化的关系,认为碳的氧化是阻碍铁液增碳的不利因素,增碳反应必须在氧气较少的气氛中进行。在此基础之上,进行增碳试验。首先利用过量石墨增碳,分别得到含钒铁水在1 450、1 500、1 550 ℃时的碳饱和溶解度,并拟合得到碳溶解度与温度的关系式,即[w(Cs)＝2.7×10－3T＋0.38。]然后将不同的增碳剂加入到由铁屑熔化而得到的含钒铁液中,并保温一定时间进行增碳试验。由试验结果可知,5种增碳剂的增碳效果优先顺序为：低氮增碳剂、石墨、无烟煤、碳粒、焦炭。由动力学计算可知,在本次试验条件下增碳反应速率常数的数量级为10－4 s－1。通过分析认为,提高温度可以促进增碳反应的进行,而增碳剂中的硫和灰分抑制增碳反应的进行。