高磷铁水预脱硅试验研究

试验研究了反应温度、氧化剂用量、脱硅渣碱度和铁水初始硅含量对高磷铁水预脱硅效果的影响.结果表明,铁水硅含量在加入脱硅剂后5 min内迅速降低;低温有利于脱硅,在反应温度为1 350 ℃时,铁水脱硅率达到94.32%;增加氧化剂用量,不仅能提高铁水脱硅率,还能提高铁水脱磷率;将脱硅渣碱度控制在0.6～0.8,既能提高铁水脱硅率,又能抑制锰的氧化,还可以改善脱硅渣的流动性、减少泡沫渣;铁水初始硅含量较高时,其脱硅率虽然得到提高,但终点硅含量也较高,且渣量大幅度增加.     

含锌粉尘用于铁水预脱硅

为在钢厂内循环利用含锌粉尘,在实验室进行了含锌粉尘用于铁水预脱硅的研究,分析了铁水脱硅及渣中Zn挥发的影响因素.结果表明: 1 500℃下将转炉和电炉含锌粉尘按 1 : 1混合对铁水进行预脱硅,脱硅效果比烧结粉尘更好,脱硅产生的泡沫渣高度更低,脱硅渣中Zn的挥发率可达99%;提高铁水温度、增加铁水搅拌强度都有利于脱硅;随铁水初始Si含量升高,粉尘脱硅率增加.     

低碳含铝钢20Mn2精炼渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2的优化

通过对低碳含铝钢20Mn2精炼过程的取样分析,得出精炼渣的熔化温度偏高,渣中存在大量固相CaO,并导致钢中含有CaO类夹杂物,精炼渣吸附夹杂物能力差. 利用FactSage热力学计算,从渣的低熔点区域控制和渣-钢反应这两个方面对渣系进行研究与优化. 结果表明,CaO/Al2 O3 质量比在1. 5左右添加质量分数为3% CaF2 可以有效降低渣的熔化温度,渣的熔化温度随着CaF2 含量的升高呈现先降低后升高的趋势,MgO的质量分数控制5%左右低熔点区域面积达到最大. 在SiO2 质量分数大于30%区域,钢中氧含量大体上随着CaO/Al2 O3 质量比的增加而降低,在SiO2 的质量分数低于30%区域随着CaO含量的升高而降低,钢中酸溶铝含量在SiO2 含量高的区域随着Al2 O3/SiO2 质量比的增加而升高,在SiO2 含量低的区域随着CaO/SiO2 质量比的增加而增加. 根据热力学分析结果得出合理的渣系范围:CaO 50% ~60%, Al2 O3 20% ~35%, SiO2 5% ~10%, MgO 5% ~8%, CaF2 0~5%. 优化渣系的实验结果表明,优化后渣系熔化温度降低,钢中夹杂物数量、面积和平均尺寸均有明显下降.     

氧化锰对高氧化铝含量高炉渣性能影响的实验

南京钢铁集团公司高炉炉渣中氧化铝含量高达19%,因此炉渣流动性变差,高炉被迫采用高温操作,铁水硅含量偏高,影响了高炉的强化.针对这个问题,实验测定了由分析纯化学试剂配制的南钢高炉模拟渣样在加入氧化锰后的粘度,并根据实验结果分析了氧化锰对高氧化铝含量高炉渣性能的影响,得出南钢高炉降低铁水硅含量的措施.结果表明：在高Al2O3含量炉渣中,添加MnO对其降低粘度的作用效果非常大,同时炉渣粘度的降低将允许适当降低高炉操作温度,有利于降低铁水硅含量.     

含铝TRIP钢结晶器保护渣黏度特性

含铝TRIP钢钢液中Al易与结晶器保护渣中的SiO2发生氧化-还原反应,使其保护渣中Al2O3的质量分数由3%快速增加到30%左右,w(Al2O3)/w(SiO2)由0.10增加到1.44,导致黏度发生大的波动. 研究了Al2O3含量和w(Al2O3)/w(SiO2)对含铝TRIP钢保护渣黏度的影响,建立了高Al2O3含量保护渣系黏度的计算模型. 结果表明:随着Al2O3质量分数由3%增加到17%,综合碱度R＜1的保护渣黏度先增大再减小,而R≥1的保护渣黏度变化较小;随着Al2O3质量分数由17%增加到30%,保护渣的黏度快速增大;随着w(Al2O3)/w(SiO2)的增大,Al-TRIP钢保护渣的黏度呈现先快速减小而后迅速增大的趋势.     

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。     

保护渣对连铸二冷水中氟含量的影响

调查了使用不同氟含量保护渣时连铸二冷水中F-质量浓度的变化,并在实验室研究了保护渣组分及保护渣在水中的浸泡时间对水浸液中F-质量浓度的影响. 研究结果表明,A厂使用低氟保护渣,二冷水中F-质量浓度增幅为1.2～24.3mg*L-1,水样呈中性;B厂使用高氟保护渣,二冷水中F-质量浓度增幅为57.9*#mg*L-1,水样呈酸性. 保护渣中氟含量越高,保护渣在水中的浸泡时间越长,渣中氟向水中的转移量就越多. 控制保护渣中氟不超过2%,有利于减弱保护渣氟的浸出对二冷水的危害. 在研究的组成范围内,碱度CaO/SiO2和Li2O对渣中氟的浸出无明显影响. 增加保护渣中B2O3含量,有利于降低保护渣中氟在二冷水中的浸出.     

基于FactSage计算优化转炉脱磷工艺的基础研究

本文将脱磷理论与FactSage软件相结合进行模拟计算,研究CaO、SiO2、P2O5、MgO和FeO含量对熔化性温度的影响,并通过单因素分析、正交实验分析、方差分析和相图分析等找到最佳渣系含量组合. 实验结果表明,SiO2含量增加使熔化性温度降低,CaO含量的增加使熔化温度上升,MgO含量在3%~7.5%之间时完全熔化温度下降,P2O5含量的升高会降低熔化温度;CaO对开始熔化温度影响最大,SiO2和FeO对完全熔化温度影响最大. 开始熔化温度最低, 各因子的最低值为：CaO=26%、SiO2=24%、FeO=21%、P2O5=9.8%、MgO=9%;完全熔化温度最低, 各因子的最低值为：CaO=38%、SiO2=22.5%、FeO=18%、P2O5=5.3%、MgO=3%. 通过分析CaO含量对FeO-SiO2-P2O5相图、FeO含量对CaO-SiO2-P2O5相图以及SiO2含量对CaO-FeO-P2O5相图液相区的影响,我们发现随着CaO含量的增加,FeO-SiO2-P2O5体系中液相区温度升高,其中1800 ℃液相区扩大;FeO含量对CaO-SiO2-P2O5体系液相区影响较明显,尤其在15%~18%的FeO含量范围,1600 ℃温度区间不断扩大,并且增加了1400 ℃与1600 ℃温度区间;SiO2含量的增加使CaO-FeO-P2O5体系的液相区减小,即体系的熔化性温度升高,从而使得渣中P2O5的含量降低,有利于脱磷.     

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%.     

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.     

CaC_2-CaF_2渣系对铁水脱砷的研究

采用CaC_2-CaF_2渣系作为脱砷剂,在实验室范围内进行了铁水还原脱砷的研究。 实验是在钼丝炉内,Ar气氛下,石墨坩埚中进行的。研究了温度、渣成份、渣量、初砷含量和铁水含si量等因素对脱神效率的影响。 通过热力学分析说明了在钢铁溶液中,只能还原脱砷而不能氧化脱砷;用CaO-CaF_2、CaC_2-CaF_2渣系对铁水同时脱硫脱磷脱砷是不可能的。     

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.     

复吹转炉锰矿直接合金化热力学模型研究

基于某钢厂铁水、废钢和造渣料等的成分得出转炉炼钢的渣量计算模型,根据热力学原理得出锰的收得率和终点锰含量的预报模型。对模型研究结果表明,提高终点出钢温度、渣碱度、锰矿品位和铁水Mn含量,降低终渣含量及渣中FeO含量,可显著提高Mn的收得率和终点Mn含量。     

Effect of the CaO/SiO2 mass ratio and FeO content on the viscosity of CaO–SiO2–"FeO"–12wt%ZnO–3wt%Al2O3 slags

An effective process for recycling lead from hazardous waste cathode ray tubes (CRTs) funnel glass through traditional lead smelting has been presented previously. The viscous behavior of the molten high lead slag, which is affected by the addition of funnel glass, plays a critical role in determining the production efficiency. Therefore, the viscosities of the CaO–SiO2–"FeO"–12wt%ZnO–3wt%Al2O3 slags were measured in the current study using the rotating spindle method. The slag viscosity decreases as the CaO/SiO2 mass ratio is in-creased from 0.8 to 1.2 and also as the FeO content is increased from 8wt% to 20wt%. The breaking temperature of the slag is lowered sub-stantially by the addition of FeO, whereas the influence of the CaO/SiO2 mass ratio on the breaking temperature is complex. The structural analysis of quenched slags using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and Raman spectroscopy reveals that the silicate network structure is depolymerized with increasing CaO/SiO2 mass ratio or increasing FeO content. The [FeO6]-octahedra in the slag melt increase as the CaO/SiO2 mass ratio or the FeO content increases. This increase can further decrease the degree of polymerization (DOP) of the slag. Furthermore, the activation energy for viscous flow decreases both with increasing CaO/SiO2 mass ratio and increasing FeO content.     

操作制度对邢钢2#高炉铁水含硅量的影响

对与邢钢2#高炉低硅铁的冶炼相关的大量数据进行了现场调查与收集,进行了多次反复的一元和多元回归处理。结果表明,在目前的生产条件下,提高炉渣的碱度,将二元碱度控制在1.10-1.20之间,三元碱度控制在1.45-1.50之间;在维持高炉炉况稳定顺行前提下,进一步提高利用系数、煤比、富氧率、热风温度和炉顶压力有利于降低铁水含硅量。     

高炉铁水硅含量预测系统

高炉铁水中的硅含量不仅是衡量产品质量的一个重要指标,而且反映了高炉能量利用的好坏.铁水硅含量的准确预测,能够指导高炉配料和高炉冶炼操作,实现降低铁水硅含量的目的.根据硅还原的机理从热力学和动力学方程出发,经推导得出了铁水中硅含量的预测模型,并结合高炉物料平衡及热平衡计算,编制成高炉铁水硅含量的预测系统.将实际高炉的原料条件及操作参数输入系统,得到了高炉铁水硅含量的预测值.该预测值与实测值相比,误差范围小,命中率高.从而表明该预测系统在实际运用中具有可靠性.     

Effects of smelting parameters on the slag/metal separation behaviors of Hongge vanadium-bearing titanomagnetite metallized pellets obtained from the gas-based direct reduction process

Smelting separations of Hongge vanadium-bearing titanomagnetite metallized pellets (HVTMP) prepared by gas-based direct reduction were investigated, and the effects of smelting parameters on the slag/metal separation behaviors were analyzed. Relevant mechanisms were elucidated using X-ray diffraction analysis, FACTSAGE 7.0 calculations, and scanning electron microscopy observations. The results show that, when the smelting temperature, time, and C/O ratio are increased, the recoveries of V and Cr of HVTMP in pig iron are improved, the recovery of Fe initially increases and subsequently decreases, and the recovery of TiO₂ in slag decreases. When the smelting CaO/SiO₂ ratio is increased, the recoveries of Fe, V, and Cr in pig iron increase and the recovery of TiO₂ in slag initially increases and subsequently decreases. The appropriate smelting separation parameters for HVTMP are as follows: smelting temperature of 1873 K; smelting time of 30–50 min; C/O ratio of 1.25; and CaO/SiO₂ ratio of 0.50. With these optimized parameters (smelting time: 30 min), the recoveries of Fe, V, Cr, and TiO₂ are 99.5%, 91.24%, 92.41%, and 94.86%, respectively.     

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.