高磷铁水脱磷效率影响因素的研究

试验研究CaO-CaCl2-Fe2O3系脱磷熔剂组成、温度和处理时间对高磷铁水脱磷效率的影响.结果表明,温度为1 350 ℃时高磷铁水脱磷效果最佳;脱磷剂中当m(CaO)/m(Fe2O3)=1、时间为15 min时高磷铁水脱磷率ηP达到峰值;w(CaCl2)为20%左右、脱磷熔剂光学碱度Λ=0.7时,高磷铁水脱磷效果最好.所有炉次的高磷铁水脱磷反应在前5 min基本结束.     

转炉铁水预处理脱磷的基础理论分析

通过对转炉铁水预处理脱磷过程中选择性氧化的热力学和动力学分析,并结合首钢京唐公司300 t脱磷转炉的生产数据,研究熔池中铁、硅、锰、碳、磷的氧化过程,讨论影响磷在渣铁间分配比以及脱磷速率的主要因素.研究表明,将转炉铁水预处理温度控制在较低范围内（1 300～1 350 ℃）,选择具有合适碱度（1.7～2.5）和成渣快的造渣工艺,并结合高的底吹搅拌强度（≥0.2 Nm3/(t·min)）,这是实现脱磷保碳、提高脱磷速率、加快生产节奏的有效途径.     

转炉铁水预处理脱磷实验研究

首钢京唐公司采用转炉铁水预处理脱磷工艺作为洁净钢生产平台,通过前期58炉冶炼实验,摸索出一套适和京唐公司生产实际的操作工艺,并在造渣制度、吹炼模式、温度控制等方面取得了重大突破,实现了稳定、高效生产低磷钢、超低磷钢的目标.脱磷炉终点磷的质量分数平均为0.017%,碳的质量分数为3.69%,脱磷炉终点平均温度为1350℃,并有10炉钢的脱磷炉终点磷的质量分数小于0.015%,最低为0.008%,达到了生产超低磷钢的预脱磷要求.对实验中影响脱磷效果的因素,如铁水硅含量,脱磷炉终点温度、终点碳含量、终渣碱度和氧化性等,进行了深入研究.分析表明当铁水硅的质量分数小于0.45%时,可以达到比较好的脱磷效果;脱磷炉的脱磷效果随终点温度的升高而逐渐变差,但为保证脱碳炉有足够的热量,脱磷炉终点温度控制范围为1350～1380℃;脱磷炉合理的碳含量范围应该在3.3%～3.8%之间;碱度控制在1.8～2.2即可满足脱磷炉的脱磷效果;通过增加矿石加入量,保持较高枪位可以提高冶炼过程渣中(FeO)含量,提高脱磷炉的脱磷效率.     

磷在硅酸钠炉渣和铁─碳合金间的分布

本文采用金属液滴与炉渣熔池快速反应的实验方法，对铁水预处理条件下磷在硅酸钠炉渣和铁－碳合金间的分布进行了研究，得出了１３５０℃时金属含磷量与炉渣碱度，氧化铁含量之间的关系式。实验结果表明，硅酸钠炉渣具有极强的脱磷能力，即使在碱度不超过１时，磷的分配系数也可达几百以上。     

转炉脱磷工艺的优化

通过对渣-钢脱磷反应影响因素进行了理论分析,根据脱磷的工艺特点,针对不同的铁水条件,通过优化工艺操作,达到稳定、有效的脱磷,满足钢种要求.     

铁水预处理中锰和磷的氧化

采用石灰系熔剂处理低硅、高锰,中磷铁水,以研究锰和磷的氧化。实验结果表明:在1573～1623K,铁水中[％Mn]>0.32时,锰比磷优先发生氧化;当[％Mn]<0.32时,磷比锰优先发生氧化。为了能顺利地进行脱磷,必须将铁水中的锰脱除到0.3％以下。通过热力学计算,从理论上也证实了上述锰和磷的氧化规律。     

焊渣中FeO含量的变化对焊缝金属脱硫脱磷的影响

本文研究了焊渣中的FeO含量对熔敷金属硫、磷含量的影响。结果表明 ,随着渣中FeO增加 ,硫在渣—铁水中的分配系数降低 ,熔敷金属含硫量增加 ;而增加渣中FeO含量使磷易于向渣中分配 ,熔敷金属含磷量降低 ,但脱磷是有限度的 ;因此改变熔渣中的FeO含量不能同时达到脱硫、脱磷的效果     

复吹转炉冶炼中磷铁水炉渣控制的试验研究

在实验室25kg顶底复合吹转炉上进行了中磷铁水(0.5—1.0％[P])脱磷试验。以块状石灰和铣皮为造渣剂,釆用双渣不留渣法操作,研究了冶炼中炉渣成分及温度对脱磷的影响,并提出了合适的炉渣成分及温度控制。     

合成精炼渣对钢水脱磷作用的研究

采用CaO-Al2O3-MgO-BaO-CaF2渣系,在实验室内依据冶金热力学和动力学理论进行热模拟实验,对不同量的原料配比进行了精炼渣的脱磷实验,系统的分析了初始磷含量、碱度、光学碱度、BaO、CaF2等因素对脱磷能力和脱磷反应速率的影响。研究表明,BaO部分取代CaO时,脱磷率高,碱度小于30,光学碱度小于0.9,CaF2在16%-18%,脱磷率高。     

合成精炼渣对钢水脱磷作用的研究

采用CaO-Al2O3-MgO-BaO-CaF2渣系,在实验室内依据冶金热力学和动力学理论进行热模拟实验,对不同量的原料配比进行了精炼渣的脱磷实验,系统的分析了初始磷含量、碱度、光学碱度、BaO、CaF2等因素对脱磷能力和脱磷反应速率的影响.研究表明,BaO部分取代CaO时,脱磷率高,碱度小于30,光学碱度小于0.9,CaF2在16%-18%,脱磷率高.     

高磷铁水预处理环保脱磷渣系的相图计算和实验研究

采用FactsageTM软件对以B2O3、K2O、MnO2、TiO2代替CaF2助熔的4种高磷铁水预处理脱磷渣系在1 623 K时的相图进行计算,发现相图中的多数区域都有液态渣出现.根据计算相图制定脱磷实验的配渣方案,实验过程中观察到的化渣情况与计算相图提供的信息基本一致.     

独居石稀土精矿加焦煤的高温脱磷研究

基于未来工业应用,对独居石稀土精矿加焦煤的高温脱磷进行了研究.结果表明,焦煤是独居石精矿的有效脱磷剂之一;独居石中的磷被焦煤脱除的主要温度范围为1 200～1 400℃;独居石加焦煤球团在1 400℃焙烧2 h,脱磷率达到了96.5%;焙烧温度是影响独居石脱磷的主要因素,焙烧时间超过1 h后对独居石脱磷率提高不是很明显;焦煤的粒度对独居石的脱磷率也有较大影响,焦煤粒度最好在150μm左右;当温度小于1 500℃时,Fe和Fe2O3对独居石焦煤球团的脱磷几乎没有影响.     

高磷铁水脱磷的热力学分析

利用FactSage热力学软件,针对CaO-SiO_2-FeO系脱磷剂对高含磷量的Fe-0.5%P熔铁的脱磷能力进行了热力学模拟计算,研究了渣组分、碱度及反应温度对磷在渣-铁间分配平衡的影响。结果表明,温度在1550~1650℃范围内,得到合适碱度(R≥4)下CaO-SiO_2-FeO系脱磷剂的最佳成分范围:(60%~75%)FeO-(20%~40%)CaO-(0~10%)SiO_2,并根据模拟计算得到的渣、铁成分建立了磷分配比、磷容量与渣组分、温度的回归关系式,其与FactSage软件计算结果吻合良好。     

鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧同步脱磷机理

采用XRD和SEM分析方法研究了鄂西高磷鲕状赤铁矿添加脱磷剂后直接还原焙烧的产物及磁选后的最终产品. 结果表明,还原焙烧过程中添加的脱磷剂除具有脱磷效果外,对铁的还原也有促进作用. 脱磷剂可以使部分磷转化为易去除的可溶性磷酸盐,同时破坏鲕粒结构,使细磨-磁选后铁相易与脉石矿物分离从而达到脱磷效果,并且可以提高产品中铁的品位和回收率.     

不锈钢氧化脱磷实验研究

在1550℃的温度下采用CaO-BaCO3-CaF2-Cr2O3渣系对18-8型不锈钢的氧化脱磷作了实验研究。结果表明：脱磷率随着[C]含量的增加而增加，当初始[C]含量低于1．5％时，脱磷效果明显降低。为达到30％以上的脱磷率，渣中CaO的含量最大可达到35％，A12O3含量应低于3％，添加5％的Na2O可提高脱磷率。金属中的铬损随[C]含量的增加而降低。     

BaO-CaO基精炼渣对含铬铁水的氧化脱磷

在氩气保护气氛的MoSi2炉内,进行了BaO-CaO基精炼渣对不同初始碳含量的含铬铁水氧化脱磷实验研究.实验结果发现,含铬铁水的初始碳质量分数在3%-4%时,脱磷效果最好,在1 500℃时,脱磷率可达60%以上;氧化脱磷温度对脱磷率影响显著,随着温度的升高,脱磷率显著下降,脱磷温度宜控制在1 500-1 550℃;含铬铁水几乎没有铬损,初始碳含量较高的炉次出现了增铬现象.     

转炉脱磷及熔池氧化特性

为了改善脱磷,在实验室和工业转炉的基础上开展了一些试验.结果表明,在顶底吹条件下,搅拌强度、碳磷氧化反应转化温度、金属液碳含量和炉渣成分对脱磷有明显影响.用试验数据建立了一个包括碳含量和搅拌因素在内的磷分配比公式,并验证了一个脱磷反应速率方程.在考察熔池氧化性的同时,提出了一个支配铁氧化的吹炼指数来调整氧在炉渣和金属液之间的分配.在实际操作中,通过控制顶底吹条件和炉渣成分使脱磷和熔池中铁的过氧化均获得改善.     

鄂西高磷鲕状赤铁矿含碳球团脱磷

根据鄂西地区高磷鲕状赤铁矿的矿物特性结合煤基直接还原方式的特点进行了脱磷实验研究,实验过程中还原煤为哈密煤.实验结果表明:采用煤基直接还原+磁选工艺在实验室条件下可以获得最低磷质量分数为0.031%的铁精粉;为了达到这一实验结果,必须保证满足还原脱磷条件的最佳还原温度和配碳量(本实验条件下,最佳还原温度为1250℃,矿煤比1.25),生球要有适宜磷还原的二元碱度(R≤0.8),适中的原矿粒度(2 mm以下),最后保证达到反应平衡的还原时间(50 min).     

复吹转炉多功能法脱磷工艺

在不新增设备的前提下,通过优化转炉冶炼工艺,使用复吹转炉多功能法进行铁水脱磷,提高转炉脱磷率.根据现有转炉设备条件,通过热力学计算确定转炉前期脱磷温度范围,并在现场实验中掌握好倒渣时机、渣碱度、加料量和出钢温度,确定最佳脱磷工艺.分析实验结果,与常规冶炼相比,该脱磷工艺用原料量少,脱磷率稳定,且高达90%以上,在提高钢水质量的同时也降低了生产成本.     

铁水炉外脱磷剂配方的研究

研究了脱磷剂各组元对铁水炉外脱磷率的作用规律，据此提出了合适的脱磷剂组成