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.     

转炉留渣脱磷工艺实践

介绍了某炼钢厂40t顶吹转炉的留渣操作工艺。从转炉脱磷的热力学和动力学理论两方面进行了分析,并针对性地制定了转炉吹炼过程去磷的有效措施,包括采用转炉留渣操作提高前期去磷效果、提高炉渣碱度等。实践证明,实施留渣操作对转炉冶炼时的脱磷十分有利,脱磷率由80.1%提高到89.9%,还可以降低石灰及钢铁料消耗,提高炉龄,取得了显著的经济效益。     

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.     

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.     

转炉利用石灰石造渣炼钢的试验研究

基于对石灰石分解机理的分析,研究了炼钢过程中利用石灰石代替石灰进行造渣时炉内富余热量的变化,发现当采用全部石灰进行冶炼时,铁水加入比(质量分数)可达到86.1%左右,随着石灰石加入量的增加,废钢比降低,吨钢富余热量减少,石灰加入量降低.若全部采用石灰石进行造渣,铁水比最高可达到97.0%.在此基础上,利用60 t转炉研究了炼钢过程采用石灰石完全代替石灰进行造渣炼钢的冶金效果.实验发现：与采用石灰造渣炼钢相比,当采用石灰石进行造渣炼钢时,吹炼至4 min时的炉渣TFe质量分数为21.87%,碱度为1.22;随着吹炼时间增加,炉渣TFe含量降低,碱度上升至3.0以上.炼钢过程脱磷更加稳定且脱磷率提高了2.6%;平均终渣碱度为3.52,能满足冶炼的脱磷要求;渣量大幅度降低,从而降低了钢铁料消耗;吹炼时间略有延长,终点熔池温度基本保持不变.研究结果为调整炉料结构、降低生产成本提供了新的方法和思路.     

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.     

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.     

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.     

转炉留渣-双渣操作前期脱磷影响因素

为实现转炉高效脱磷同时减少渣料(主要是石灰)消耗,对国内某钢厂的80 t转炉进行了留渣-双渣操作试验。通过引入经验公式对前期脱磷的影响因素进行了热力学计算,并与现场实验结果进行了对比,得出转炉吹炼前期脱磷较佳的工艺条件:炉渣碱度R控制在1.2~1.8左右,一次倒渣温度控制在1 325~1 355℃,渣中FeO质量分数控制在15~17%。统计生产数据表明,留渣-双渣操作比单渣操作,石灰加入量每吨钢减少6.9 kg。     

应用COMI炼钢工艺进行转炉全铁水冶炼基础研究

基于二氧化碳与氧气混合喷吹(简称COMI)炼钢工艺热力学理论计算及实验研究,建立了转炉全铁水COMI炼钢工艺物料与能量模型.研究发现:应用COMI炼钢工艺进行转炉全铁水冶炼工艺研究不仅能解决转炉全铁水常规冶炼过程中存在的大渣量及大喷溅问题,而且在提高转炉煤气热值,降低转炉吨钢氧耗及石灰消耗、调节矿石加入量方面有显著效果.     

基于多功能转炉炼钢法的连续循环冶炼过程

为了研究脱碳渣在脱磷期的重新利用,基于多功能转炉炼钢法进行连续循环冶炼实验.实验发现：脱磷阶段渣中较低的FeO含量、吹炼5 min左右,[ C]≥2.8%的条件下,可实现转炉熔池内铁液[ P]≤0.025%的脱磷效果,并对低( FeO)含量炉渣的脱磷可行性进行热力学计算;随着循环的进行,石灰加入量逐渐降低,由65 kg·t-1降低至31 kg·t-1,转炉冶炼终点钢水[ P]量由0.018%降低至0.005%,2~4炉后达到平衡状态;在循环过程中,脱磷阶段结束倒出炉渣60~80 kg·t-1,整个循环结束一次性倒出剩余全部炉渣120~130 kg·t-1,平均渣量为83 kg·t-1左右,较普通工艺的120 kg·t-1渣量有大幅度减少.     

首钢高VTi铁水转炉冶炼82 B供氧制度优化

首钢为降低82B生产成本,提高产品质量,在高炉原料中加入了钒钛球团矿.钒钛球团矿的加入导致转炉生产化渣慢,脱磷效率低,溅渣护炉效果不佳等问题.为了解决高钒钛铁水转炉生产82B所遇到的问题,本文以首钢炼钢厂转炉生产82B工艺为研究对象,利用Fluent数值模拟结合工业试验共同优化了转炉高VTi铁水冶炼82B供氧制度.通过供氧制度的优化,提高了转炉处理高VTi铁水的能力,从而保障首钢生产出高品质低成本的82B.     

Slag formation path during dephosphorization process in a converter

The slag formation path is important for efficient dephosphorization in steelmaking processes. The phosphorus capacity and the melting properties of the slag are critical parameters for optimizing the slag formation path. Regarding these two factors, the phosphorus par-tition ratio was calculated using the regular solution model (RSM), whereas the liquidus diagrams of the slag systems were estimated using the FactSage thermodynamic package. A slag formation path that satisfies the different requirements of dephosphorization at different stages of dephosphorization in a converter was thus established through a combination of these two aspects. The composition of the initial slag was considered to be approximately 15wt%CaO–44wt%SiO2–41wt%FeO. During the dephosphorization process, a slag formation path that fol-lows a high-iron route would facilitate efficient dephosphorization. The composition of the final dephosphorization slag should be approxi-mately 53wt%CaO–25.5wt%SiO2–21.5wt%FeO. The composition of the final solid slag after dephosphorization is approximately 63.6wt%CaO–30.3wt%SiO2–6.1wt%FeO.     

包头铌铁矿冶炼实验室研究

针对包头矿高铁低铌的特点提出了选择性还原－熔分－铌铁冶炼的处理方案，并对方案的三个关键步骤进行了试验研究。熔分阶段铌回收率在９５％以上，冶炼阶段铌回收率在８５％以上，全流程铌回收率〉８０％。铌铁Ｎｂ／Ｐ〉１５。本流程可综合回收包头矿中的铌、铁、锰等元素。     

CO2-O2混合喷吹对铁液中C、V元素氧化的影响

为了验证用CO2替代部分O2进行转炉氧化提钒的可行性,在实验室进行了CO2-O2混合喷吹提钒模拟实验。结果显示C的氧化量与C的氧化速率随CO2含量的增加而升高;V的氧化量随CO2含量的增加而降低,其中CO2含量为20%与纯O2对C、V的氧化量接近;纯O2喷吹时C的氧化量为34.56%,V的氧化量为96.85%;CO2含量为20%混合气体喷吹时C的氧化量为36.83%,V的氧化量为93.29%;以V的相对氧化量与C的相对氧化量的比值(ΔV/ΔC)来衡量提钒保碳能力,CO2含量为20%的最终ΔV/ΔC为5.96,CO2含量,40%、60%、80%的最终ΔV/ΔC均小于3.8;反应前期,V的氧化速率随CO2含量的增加而升高,反应后期V的氧化速率随CO2含量的增加而降低。     

转炉中石灰石替代部分石灰对脱磷、炉气成分及氧枪枪位的影响

石灰石替代部分石灰进行转炉炼钢可降低炼钢生产成本、减少CO_2排放。为研究其加入量对脱磷、炉气成分和氧枪枪位的影响,进行了石灰石替代比分别为18%、19%、20%、25%、28%、29%、39%、41%的工业试验研究和热力学分析。研究结果表明:(1)石灰石替换比为25%时脱磷效果较好,终点磷含量为0.016%,比原工艺0.030%的终点磷含量降低了47%;(2)用石灰石替代部分石灰后煤气开始回收时刻提前1~2min,煤气回收量增加,且石灰石加入量越大,煤气可回收时刻越早;(3)采用石灰石替代部分石灰冶炼时,转炉氧枪基本控制枪位由1.7m升高到1.8m。     

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.     

组合脱磷剂对高磷铁矿还原焙烧-磁选的影响

针对高磷铁矿还原焙烧降磷过程中脱磷剂成本高、用量大等难题，为更好地开发利用高磷铁矿，采用还原焙烧-磁选工艺，研究了组合脱磷剂对高磷铁矿提铁降磷的影响.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)揭示提铁降磷机理.结果表明:加入13%碳酸钙和2%碳酸钠作为组合脱磷剂能代替传统脱磷剂，并获得了良好的脱磷效果.当原矿铁品位55.58%，含磷0.57%时，在推荐的试验条件下，可获得铁品位93.25%，铁回收率90.75%、磷质量分数0.09%以及磷的去除率高达91.46%的粉状还原铁.加入的组合脱磷剂不仅促使铁氧化物中的磷组元向磷酸钙发生转变，使金属铁颗粒与磷酸钙界限明显，而且还能防止难以还原的铝尖晶石和铁橄榄石的生成，最终实现了磷的深度脱除和铁的有效回收.     

BOF-LF-RH-CC流程钢液增氮控制研究

通过对25Mn2和36Mn2V转炉冶炼钢种氮含量取样分析,得出各工序氮含量变化的规律,研究各工序增氮机制及氮含量控制措施。结果表明,增氮量从大到小的工序依次为大包至中包的长水口段、LF精炼段、转炉出钢段,RH真空处理段钢水氮含量有所下降;采用适当的终点高拉碳工艺可降低终点氮含量;采用高碱度低熔点预熔渣覆盖钢液面和控制LF吹氩强度可减少精炼前期吸氮和避免钢水被吹裸而引起的吸氮;适当延长极限真空度保持时间有利于进一步降低钢水中的氮含量。