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.     

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.     

低温低碱度脱磷渣中磷的富集行为

At low basicity and low temperature, the dephosphorization behavior and phosphorus distribution ratio (L_P) between slag and molten steel in the double slag and remaining slag process were studied with a 180 t basic oxygen furnace industrial experiment. The dephosphorization slags with different basicities were quantitatively analyzed. At the lower basicity range of 0.9–2.59, both L_P and dephosphorization ratio were increased as the basicity of dephosphorization slag increased. Dephosphorization slag consisted of dark gray P-rich, light gray liquid slag, and white Fe-rich phases. With increasing basicity, not only did the morphologies of different phases in the dephosphorization slag change greatly, but the area fractions and P₂O₅ content of the P-rich phase also increased. The transfer route of P during dephosphorization can be deduced as hot metal → liquid slag phase + Fe-rich phase → P-rich phase.     

炼钢炉渣的浸出和碳酸化研究

为提高炼钢炉渣中钙镁离子的浸出和碳酸化率,用荧光光谱仪分析了炉渣的成分,并用X射线衍射（XRD）分析了相组成。试验了不同剂量的盐酸和醋酸作为浸出试剂的浸出效果,以及温度、搅拌条件对浸出的影响。结果表明常温下用HCI作为浸出试剂可达到良好的浸出效果,在本实验条件下浸出率可达93．4％,用醋酸的浸出率可达85．8％。盐酸浸出后再通CO。所得碳酸钙的纯度可达91．02％,转化率56．5％;80℃时用醋酸作试剂的浸出率大于盐酸;搅拌有利于钙镁离子浸出。     

磷在CaO-CaF_2渣和Fe-C-P熔体间的平衡分配

对磷在１４５０℃的ＣａＯ－ＣａＦ２熔渣和Ｆｅ－Ｃ饱和－Ｐ铁液间的平衡分配比进行了测定，进而对该渣的磷容量和渣中磷氧化物的活度系数进行了计算     

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.     

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.     

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%.     

超低碳钢顶渣氧化性对钢液洁净度的影响

为探究降低顶渣氧化性对改善超低碳钢钢液洁净度的影响,在转炉终点至中间包过程中,在多位置取炉渣和钢水试样,分别进行炉渣氧化性、钢液成分和夹杂物分析.实验结果表明:转炉出钢后通过对顶渣改质,渣中T.Fe由转炉终点的19.18％降至RH进站时的4.68％,顶渣氧化性降低明显.渣中T.Fe降低导致钢中[O]的降低,T.Fe较低的炉次平均吹氧量较大,使得铝脱氧前钢中[O]较高.RH结束渣T.Fe与夹杂物数量呈线性关系,T.Fe越低夹杂物数量越少,同时RH结束后夹杂物数量与铝脱氧前钢中[O]无必然关系.顶渣(CaO)/(Al2O3)会影响其吸收Al2O3夹杂物的能力,(CaO)/(Al2 O3)控制不合理的炉次,其夹杂物数量也较多.通过降低顶渣氧化性,热轧板卷缺陷率得到明显降低.     

锂渣粉对碱-硅反应的抑制效果及其自身微膨胀的分离

为了客观评价锂渣粉抑制碱-硅反应(ASR)的效果,进行了锂渣粉抑制ASR的试验和分离锂渣粉自身微膨胀的试验.用砂浆棒快速法对比了锂渣粉与粉煤灰单掺或复掺对ASR的抑制效果,当掺量为20%时,锂渣粉的抑制效果为76%,而粉煤灰的抑制效果可达93%,表明同掺量下锂渣粉对ASR的抑制效果远不如粉煤灰.采用砂浆棒快速法,使用非活性大理岩骨料测试在锂渣粉掺量为0,10%,20%,30%时的膨胀率,计算得到不同掺量下锂渣粉产生的微膨胀(膨胀率约0.005%~0.015%),然后从相应锂渣粉掺量下采用活性砂岩骨料时的膨胀率中减去锂渣粉的微膨胀,从而从锂渣粉抑制活性骨料ASR效能试验的膨胀值中分离出锂渣粉产生的自身微膨胀.采用60℃快速混凝土棱柱体法,进一步证实了混凝土中锂渣粉导致的早期微膨胀以及锂渣粉对ASR的抑制效果.结果表明:锂渣粉会导致砂浆或者混凝土在早期发生微膨胀;测试锂渣粉抑制ASR的效果时,需分离这种微膨胀;锂渣粉掺量为30%以上时,可有效抑制砂岩骨料的ASR,抑制效果约89%,略逊于同掺量粉煤灰的典型抑制效果.     

富硼高炉渣中遂安石相的析出行为

利用扫描电镜和X射线衍射分析研究了富硼渣Mgo-B2O3-SiO2-Al2O3-CaO渣系在不同冷却速率下,连续冷却和分段冷却时富硼渣中遂安石相的析出行为.试验结果表明,熔渣以不同的冷却速率由1 500℃冷却到800 ℃时,由于富硼炉渣中高熔点的镁橄榄石相先于遂安石相析出,对遂安石相的析出起到阻碍作用.采用分段冷却的方...     

基于FactSage的脱磷渣中MgO饱和溶解度计算

利用Factsage热力学软件对高磷铁水(w[P]=0.5%)的脱磷平衡过程进行模拟计算,并根据渣系相图对计算结果进行理论分析。结果表明,温度一定的条件下,渣中MgO饱和溶解度(w(MgO)_(SS))受到Fe_tO质量百分比和碱度等因素的综合影响:当碱度R1.5时,w(MgO)_(SS)随着Fe_tO质量百分比的增加而减小;当1.5≤R4.0时,w(MgO)_(SS)先随着Fe_tO质量百分比的增加先增大后减小,且当w(Fe_tO)为40%左右时,w(MgO)_(SS)达到最大值;当R≥4.0时,w(MgO)_(SS)随着Fe_tO质量百分比的增加而增加。另外,温度升高会促进渣对MgO的溶解,渣中w(MgO)_(SS)有所增加。     

Synthesis of steel slag ceramics:chemical composition and crystalline phases of raw materials

Two types of porcelain tiles with steel slag as the main raw material (steel slag ceramics) were synthesized based on the CaO-Al₂O₃-SiO₂ and CaO-MgO-SiO₂ systems, and their bending strengths up to 53.47 MPa and 99.84 MPa, respectively, were obtained. The presence of anorthite, α-quartz, magnetite, and pyroxene crystals (augite and diopside) in the steel slag ceramics were very different from the composition of traditional ceramics. X-ray diffraction (XRD) and electron probe X-ray microanalysis (EPMA) results illustrated that the addition of steel slag reduced the temperature of extensive liquid generation and further decreased the firing temperature. The considerable contents of glass-modifying oxide liquids with rather low viscosities at high temperature in the steel slag ceramic adobes promoted element diffusion and crystallization. The results of this study demonstrated a new approach for extensive and effective recycling of steel slag.     

钢渣-矿渣-脱硫石膏复合胶凝材料的制备及水化机理

加速钢渣水化过程、胶凝活性激发对钢渣综合利用率的提高有重要意义。以矿渣和脱硫石膏为复合激发剂,基于交叉试验的设计方法,对复合胶凝材料的组成进行了优化,分析了复合胶凝材料的综合性能,采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electronic microscopy, SEM)、傅里叶变换红外光谱(Flourier transform-infrared spectroscopy, FT-IR)等测试方法表征了复合胶凝材料的组成及结构,并以此揭示复合胶凝材料协同优化的机理。复合胶凝材料配合比的交叉试验结果表明：钢渣30%、矿渣60%、脱硫石膏10%,水灰比为0.5,28 d抗压强度为40.4 MPa,其他各项性能指标满足GB/T1346—2011要求。通过多项测试手段可以判断出,矿渣在脱硫石膏的激发作用下不断水解,缩短了水化诱导前期和延长了诱导期,提升早期水化反应程度,释放大量热量,生成了generates ettringite (AFt)和C—S—H凝胶。而浆体的pH值上升,促进钢渣水化反应,加速了浆体由液相反应转为固相反应,证明了...     

添加硅铁对钛精矿直接还原-渣铁分离的影响

利用碳热还原方法研究了硅铁添加对钛精矿还原及渣铁分离效果的影响.结界表明:硅铁可提高还原反应速率和铁的金属化率,在1 380℃还原30 min的金属化率达到84.5%.添加硅铁还可明显缩短还原球团冶炼周期,降低渣中金属铁含量,提高渣铁分离效率及钛渣品位(Ti O2的质量分数为84.75%).同时运用Fact Sage软件对钛渣液相线及黏度进行了理论计算,结果表明:添加硅铁对钛渣黏度影响不大,但可增大钛渣的液相区域,从而有利于金属铁的聚集长大及分离.理论计算很好地解释了实验结果.     

Study on the separation process of non-metallic inclusions at the steel-slag interface using water modeling

The separation process of non-metallic inclusions at the steel-slag interface was simulated by physical modeling. Three different kinds of particles (octahedral, plate-like, and spherical) and three different oils (kerosene, bean oil, and pump oil) were used to model inclusions and slags, respectively. The effects of inclusion geometry (shape and size) and slag properties (viscosity and interfacial tension) on the separation process were investigated. The results revealed that the variation of surface free energy and the viscosity of the slag are two significant factors affecting the separation process of inclusions at the steel-slag interface. The variation of surface free energy helped inclusions enter the slag phase, whereas the decrease of slag viscosity shortened the separation time. The deformation of the steel-slag interface could give rise to the resistance force, which would resist inclusions passing through the interface. A liquid film formed on the inclusion as it passed through the steel-slag interface, which might be related to the inclusion's shape.     

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。     

12CaO·7Al2O3型精炼合成渣物性与脱硫试验

对近两年从国外发展起来的新型精炼合成渣 12 Ca O· 7Al2 O3的烧成工艺、物性和脱硫能力进行了试验研究。结果表明 ,该渣系原料来源广泛 ,成本较低 ;以 12 Ca O· 7Al2 O3为低熔点相 ,具有较低的熔化温度 ,在精炼温度下具有较好的流动性 ;由于具有很高的碱度和 Al2 O3含量 ,因而具有较强的脱硫能力和吸附铝脱氧产物的能力 ,并且在精炼过程中还可配加大量石灰 ,进一步提高其脱硫能力 ,尤其适用于铝脱氧钢     

矿渣与磷石膏配制低热微膨胀早强水泥的研究

目的实现矿渣的综合利用和改进水泥性能。方法研究矿渣的活性、细度、掺量及磷石膏对生产低热微膨胀早强矿渣水泥性能的影响,并试验研究该水泥的其它性能。结果控制矿渣细度sb=382~450 m2/kg,水泥熟料细度sb=310 m2/kg,矿渣掺入量为50%~70%等工艺参数,通过磨料混合可制成425以上的低热微膨胀早强矿渣水泥。结论矿渣可用于425以上的低热微膨胀早强水泥生产。