转炉冶炼 CaO-SiO2-FeO 渣系中磷的行为

回归推导出渣系中磷酸盐容量对数与炉渣光学碱度和温度的关系表达式,通过回归公式绘制出 CaO-SiO2-FeO(10% MgO)渣系的等磷酸盐容量图,分析了转炉终渣、终点成分及温度对钢中磷含量的影响情况.当熔渣磷酸盐容量一定时,随着转炉终点碳含量降低,渣/钢间磷分配比增加;相同终点碳含量时,随着熔渣磷酸盐容量增加,渣/钢间磷分配比增加;转炉终点碳质量分数控制在0.03%～0.04%,炉渣碱度大于3.5,渣中 FeO 质量分数低于18%,渣中 P2O5质量分数低于2%,有利于获得终点磷质量分数在0.008%以内的钢水.     

超低碳钢BOF渣成分对终点[ C ]含量影响

采用共存理论、动力学分析和实验验证的方法,研究转炉冶炼超低碳钢吹炼末期炉渣成分对终点[ C]含量的影响规律,建立1853~1973 K时终点[ C]与炉渣成分和温度的回归模型. 结果表明:FeO活度受温度影响较小,主要受炉渣成分的影响;脱碳动力学条件主要受炉渣成分和温度的影响. 炉渣碱度增加,终点[ C]含量升高;渣中FeO含量增加,终点[ C]含量迅速降低,渣中FeO质量分数应控制在12. 0% ~18. 0%之间;渣中MgO质量分数在7. 0% ~13. 0%范围内逐渐增加,钢液中[ C]质量分数增加值不足0. 01%;随着温度的增加,钢液中[ C]含量降低. 回归模型对冶炼超低碳钢的转炉终点[ C]含量的预判平均误差率为± 15. 25%,[ C]含量误差在± 0. 01%以内的炉次占69. 19%.     

300 t顶底复吹转炉炉渣磷酸盐容量计算分析及预测模型

通过对某钢厂脱磷转炉炉渣磷酸盐容量计算和分析并结合前人的研究成果,得出实测炉渣磷酸盐容量与炉渣中碱性氧化物含量、炉渣光学碱度、炉渣中全铁含量和温度的变化关系,并结合生产数据拟合出炉渣的组成与炉渣磷酸盐容量的表达式。将文献报道的不同炉渣磷酸盐容量模型的计算值与实测值进行了对比和分析。基于共存理论建立了本渣系炉渣磷酸盐容量预测模型,误差分析表明该预测模型准确可信,将为现场生产提供理论指导。     

CaO-SiO_2 -Al_2 O_3 -MgO精炼渣氮行为

通过回归得到了氮容量CN与温度T和光学碱度Λ的关系公式,并解释了氮进入熔渣的两种机理.通过回归公式绘制了CaO-SiO2-Al2O3(wMgO=10%)渣系的等氮容量图.结果表明:相同氮容量渣系,随着钢液中[%Al]s增加,渣/钢间氮分配比LN增加;相同[%Al]s情况下,随着氮容量的增加,渣/钢间氮分配比显著增加.高氮容量渣在渣/钢界面上会有很高的脱氮能力,在冶炼超低氮钢(w[N]<3×10-5)时,熔渣是进行脱氮和防止增氮的重要环节.     

CaO-FeO-Al2O3-SiO2渣熔化温度特性实验研究

采用FactSage理论计算以及熔点实验对CaO-FeO-Al2O3-SiO2无氟的环保型铁水预处理脱磷渣系的熔化温度特性进行了系统研究,考察了炉渣碱度、Al2O3和FeO质量分数三个因素渣系熔化温度特性的影响.研究结果表明:FeO的质量分数对渣系熔点的影响最大;炉渣的最佳配比为碱度5.5,Al2O3质量分数10%,FeO质量分数45%,该配比下炉渣熔化特性在本实验条件下能够满足铁水预处理用渣的熔化温度特性的要求.     

熔分过程中铌、磷在渣铁两相间的分配比

以白云鄂博铌精矿经预还原后在电炉内熔分所形成的渣铁体系为研究对象,通过实验考察了熔分过程中铌、磷在渣铁两相间分配比的变化规律.结果表明,在本实验条件下,铌、磷的分配比随铁液中碳质量分数的增加而减小,当碳达到饱和时,铌氧化物会在渣铁界面处被还原为碳化铌,熔分终点w［C］应控制在342%以下;铌、磷的分配比随温度升高而减小,熔分温度可控制在1450℃左右;铌、磷的分配比随渣中FeO质量分数的增加而增大,熔分终点w(FeO)应控制在585%左右;铌、磷的分配比随熔渣光学碱度的升高而增大,添加MgO可明显降低磷的分配比.     

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.     

低碱度脱磷渣在转炉少渣冶炼中的作用

以SGRS工艺为基础,研究了低碱度脱磷渣在转炉少渣冶炼中的作用.根据少渣冶炼物料平衡原理,脱磷阶段结束炉渣碱度控制越低,相当于转炉回收利用的Ca O量越多,能够实现的钢液去Si量也越多.同时实验结果表明,随着脱磷渣碱度的降低,炉渣的熔化性能逐渐改善,带来脱磷阶段结束转炉倒渣量不断增加以及脱磷渣金属铁含量不断降低的有益效果.当脱磷渣碱度在1.2~1.8范围时,脱磷渣半球点温度基本控制在1 380℃以内,脱磷渣中的游离Ca O质量分数控制在0.7%左右的较低水平,同时转炉脱磷阶段结束转炉倒渣量基本可控制在8 t(210 t转炉)或5 t(100 t转炉)以上.     

210吨转炉脱磷工艺探讨

本文根据济钢210吨转炉脱磷情况,主要从转炉脱磷的理论分析入手,对冶炼过程中前期温度、炉渣碱度、渣中(FeO)、转炉底吹效果等对终点磷的影响及回磷的原因、影响因素及防范措施等进行了探讨,同时本文指出应控制的参数:炉渣碱度、渣中(FeO)、终点温度在合理范围内,并重视钢水回磷问题。     

CaO-Al_2O_3-CaF_2-SiO_2渣系的黏度

采用内旋转圆柱法测量了不同组成的CaO-Al2O3-CaF2-SiO2渣系的黏度,采用XRD分析技术对高温熔炼渣的物相进行分析,并计算了各渣样的黏流活化能.结果表明:当w(CaO)/w(Al2O3)一定,配渣中SiO2质量分数低于8%时,对渣样的高温黏度并没有明显的影响,在1 490℃以上时,熔渣黏度都低于0.5Pa.s;当SiO2质量分数增加到10%,渣样的高温黏度开始显著降低,温度高于1 440℃时,黏度值低于0.2Pa.s.随着SiO2含量的增加,熔渣的碱度逐渐降低,破坏了原来熔渣的大网状结构,熔渣的黏度明显降低.渣系的黏流活化能变化趋势与渣样的黏度值变化趋势一致.     

特殊钢石灰石炼钢脱磷工艺研究及实践

通过对转炉造渣理论和石灰石成渣特性进行分析,结合对石灰造渣“中间排渣+终点留渣”双渣操作方法的深入研究,提出全石灰石双渣法的冶炼控制要点和操作工艺流程.针对石钢公司的生产实际,就特殊钢采用石灰石双渣操作炼钢工艺进行了生产实践.结果表明,采用石灰石双渣工艺能实现终点碳含量([C],质量分数)平均0.16%,终点磷含量([P],质量分数)平均0.011%,终点磷含量降低,可满足特钢品种的终点出钢要求;相比于常用的全石灰双渣工艺,采用全石灰石双渣工艺可以使转炉工序冶炼成本降低2.23元/吨钢,为石钢公司创造了良好的经济效益,具备一定的推广价值.     

精炼渣成分对高强度低合金钢中非金属夹杂物影响

采用渣钢平衡的实验方法研究了1600℃下不同碱度和不同Al2O3含量的强还原性精炼渣对高强度低合金钢中非金属夹杂物的影响.结果表明:渣钢反应平衡后,炉渣中CaO和SiO2的质量比为1.9～4.5、Al2O3质量分数为21%～33%,钢中夹杂物主要为球状的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系,尺寸在5μm以下,炉渣成分对夹杂物的成分影响很大.夹杂物主要分布在SiO2含量一定的CaO-MgO-Al2O3-SiO2伪三元相图中1 400～1 500℃的低熔点区,随着炉渣碱度的提高和Al2O3含量的降低,部分夹杂物逐渐偏离低熔点区域,夹杂物的总数量逐渐减小.当渣中Al2O3质量分数为21.22%、碱度为3.27时,有大量夹杂物分布在高熔点区域,夹杂物的总数量最小.     

OaO—Al2O3-OaF2-SiO2渣系的黏度

采用内旋转圆柱法测量了不同组成的CaO-Al2O3-CaF2-SiO2渣系的黏度,采用XRD分析技术对高温熔炼渣的物相进行分析,并计算了各渣样的黏流活化能．结果表明：当叫（CaO）／w（Al2O3）一定,配渣中SiO2质量分数低于8％时,对渣样的高温黏度并没有明显的影响,在1490℃以上时,熔渣黏度都低于0．5Pa&#183;s当SiO2质量分数增加到10％,渣样的高温黏度开始显著降低,温度高于1440℃时,黏度值低于0．2Pa&#183;s．随着SiO2含量的增加,熔渣的碱度逐渐降低,破坏了原来熔渣的大网状结构,熔渣的黏度明显降低．渣系的黏流活化能变化趋势与渣样的黏度值变化趋势一致．     

帘线钢生产过程中钛含量的影响因素及控制

为了有效控制钛夹杂对帘线钢盘条拉拔加工性能的不利影响,通过热力学理论计算结合现场实际生产数据,对铁水中的[Ti]-[Si]平衡、转炉脱钛以及精炼增钛过程进行了分析,提出了相应的钛质量分数控制措施.结果表明:铁水中钛和硅的质量分数存在较好的线性关系,将高炉铁水硅质量分数控制在较低水平,对降低铁水钛质量分数具有重要意义.转炉终点钢水钛质量分数受转炉终点钢水碳质量分数和温度的影响,其中温度的影响尤为明显.为了降低转炉终点钢水含钛量,必须做好转炉终点碳温控制.此外,为了尽量减少钢液精炼过程中的增钛量,必须严格控制转炉出钢下渣量和精炼渣料中的含钛量.     

红土矿半熔融态还原渣金界面分离的影响因素

红土矿半熔融态还原工艺中金属与渣相的界面分离及液渣从耐火材料表面的脱除是该工艺能否工程化的核心问题.针对该问题,考察了CaO和体系温度对渣铁分离行为的影响规律,同时实验研究了炉渣在不同耐火材料上的界面铺展行为.实验结果表明:不添加CaO时,1440℃金属聚集效果较好,磁选后“精矿”金属质量分数为61%;随着CaO质量分数的增加,液态金属易于团聚与长大,精矿金属的质量分数增加显著,在1400℃,15%CaO时可达937%;熔渣与Al2O3质耐火材料较易润湿,与碳质耐材较难润湿,在实验范围内随着炉渣碱度的增加其与耐材的润湿性变差.     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系硫化物容量的热力学模型

基于炉渣离子-分子共存理论(IMCT)建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系的硫化物容量预报模型,即IMCT-CS2-模型,比较了该渣系1773 K时实测的硫化物容量、IMCT-CS2-模型预报的硫化物容量及其他五种硫化物容量模型的计算结果.结果表明,由IMCT-CS2-模型预报的1773K时CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系的硫化物容量更精确.本文建立的IMCT-CS2-模型不仅可计算该渣系的总硫化物容量,而且可计算该渣系中自由CaO和MgO各自的硫化物容量.1 773 K时CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系中Al2O3质量分数由10%增加到17%,CaO质量分数由38%增加到44%,MgO质量分数由12%降低到4%可使自由CaO对该渣系的总硫化物容量贡献率由97%提高到99%,同时使自由MgO的贡献率由3%降低到1%.     

转炉提钒终点钒的分配行为

运用共存理论建立了钒渣活度计算模型,分析了钒渣成分和温度对渣中FeO、V2O3活度及活度系数的影响;通过实验和理论计算,分析了转炉提钒终点钒渣成分和温度对钒在渣和半钢间分配行为的影响.结果表明,渣中FeO的活度和活度系数随MnO和FeO含量的增加而增加,随V2O3、SiO2和TiO2含量的增加而减小,其值分别在10-1和100的数量级上,而渣中V2O3的活度及活度系数在同样条件下的变化与FeO相反,其值分别在10-2和10-1的数量级上;半钢V的质量分数一般在0.02%～0.06%之间,随温度以及渣中V2O3、TiO2和SiO2含量升高而升高,随FeO含量降低而升高;V在渣金间的分配比为100～500,随温度和渣中TiO2、SiO2含量升高而降低,随FeO含量升高而升高;存在一个临界V2O3含量使得V在渣金间的分配比达到最大,该值的理论计算结果为23.77%,实验结果在15%～20%.     

高磷铁水脱磷渣枸溶性

参照实际转炉脱磷炉渣,配制了不同F、P2O5、FeO和MgO含量及碱度的渣样,用化学分析方法测试了不同组分对渣中磷的枸溶率的影响规律.结果表明:当脱磷渣中含有F时,P主要与F形成氟磷灰石,使得磷的枸溶率随渣中F含量的升高而急剧降低,当不含氟时枸溶率可达92.5%,当氟质量分数达到0.5%时枸溶率已降低到50%以下;随碱度增加,由于渣中Ca2+含量增加,破坏了硅氧网络结构,使得枸溶率有所上升;渣中MgO含量升高,由于Mg2+在熔融冷却过程中会抑制β--Ca3(PO4)2晶体的析出,而β--Ca3(PO4)2中磷不易为质量分数为2%的柠檬酸液溶出,而使枸溶率有所升高;随渣中P2O5含量升高,由于P5+与O2-形成络离子,P5+位于O2-密集形成的间隙中,不易溶出,使得枸溶率有所下降;渣中FeOn升高,枸溶率随之降低.     

FeO和Al2O3质量分数对高炉初渣粘度的影响

以高铝烧结矿在高炉软熔滴落过程中形成的高炉初渣为主要研究对象,在实验室条件下采用分析纯试剂进行初渣的制备,分别探讨了CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-FeO五元渣系中,FeO(5%~15%)及Al_2O_3(6%~15%)质量分数对初渣粘度和熔化性温度的影响规律。实验结果表明:在碱度(CaO/SiO_2)为2.0时,炉渣粘度随FeO质量分数的增加而减小,且FeO质量分数越多,炉渣的熔化性温度越低;当FeO质量分数为5%时,随着Al_2O_3质量分数的增大,炉渣粘度和熔化性温度都呈降低的趋势。     

FeO含量对SiO2-CaO-Al2O3-MgO(-FeO)酸性渣熔化温度的影响

基于熔渣离子理论,利用导电法在高纯氩气保护下测定SiO2-CaO-Al2O3-MgO(-FeO)酸性渣(二元碱度R=0.6)的熔化温度,考察FeO含量对酸性渣熔化温度的影响。结果表明,FeO的加入可以降低酸性母渣SiO2-CaO-Al2O3-MgO的熔化温度,且渣中FeO含量越大,渣样熔化温度越低;当渣中FeO含量低于20%时,随着FeO含量的增加,渣样熔化温度降低幅度较大;当渣中FeO含量高于20%时,随着FeO含量的增加,酸性渣熔化温度降低趋势变缓。