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.     

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.     

中磷铁水脱磷预处理研究与应用

本文对w[P]为0.30%左右的中磷铁水进行了脱磷预处理研究。分别研究固定剂CaO、氧化剂Fe3O4、助熔剂CaF2和CaCl2组分的配比对脱磷效率的影响,确定了最适合预处理中磷铁水的工艺条件和参数。     

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.     

铁水预处理脱钛热力学计算与实验分析

铁水预处理脱钛已被应用到实际生产中,铁水中的硅、锰、碳、磷在脱钛的同时都存在被氧化的可能.热力学计算和热模拟实验表明,铁水温度越低越有利于脱钛反应的进行.脱钛时,铁水中硅含量随钛含量的变化呈正比例下降,锰、磷含量变化与钛含量变化关系不大.铁水中碳的氧化主要受铁水温度影响,温度越高碳越容易氧化.要做到深脱钛,需要控制得到更低的铁水硅含量、更低的铁水温度以及抑制碳的氧化.     

铁水脱钛理论分析与实验研究

通过对铁水喷粉脱钛热力学和动力学的分析,建立了动力学模型,计算得到在1350℃不同停留时间条件下喷吹不同粒径的脱钛剂时,脱钛、脱硅和脱碳量的变化情况.宝钢鱼雷罐喷吹富含氧化铁的脱钛剂,根据实际停留时间的计算值,分析得到其脱钛剂的颗粒直径在0.5～0.8 mm比较合适.通过感应炉实验研究了脱钛剂的脱钛与脱硅规律,结果表明:脱钛和脱硅基本同步进行,脱钛率与脱硅率比在0.8～1左右,30 min内的脱硅率或脱钛率在40%～80%之间.由此可见,喷吹高含量氧化铁的粉剂脱钛剂进行脱钛是首选,可取得良好的脱钛效果.     

利用相图计算多元渣系液相线温度

介绍了两种具有三元以上组分的熔渣体系的液相线温度计算方法。一种是利用具有等浓度D截面的A-B-C三角图和内插法来计算。另一种方法则是利用某些四元系中具有共用边的已知连接面的相图来计算。     

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。     

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。     

助熔剂种类与配比对高磷铁水脱磷渣高温性能的影响

分别以CaF2和B2O3为助熔剂,在实验室条件下研究了助熔剂种类与配比对脱磷渣熔点的影响,并测定了脱磷渣在不同温度下的黏度值.结果表明,以CaF2为助熔剂时,在保证脱磷渣熔点较低和流动性较好的同时,为了减轻设备腐蚀和环境污染程度,脱磷渣中CaF2与CaO的质量分数比值以0.50为最佳;以B2O3作为助熔剂时,只有当脱磷渣中B2O3与CaO的质量分数比值达到0.16时,助熔效果才比较明显.     

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.     

颗粒镁铁水脱硫率与镁利用率研究

通过对宣钢脱硫站77组生产数据进行多元线性回归得到了在单吹颗粒镁铁水脱硫时吨铁镁的消耗xMg(kg/t)、喷吹时间t(s)、铁水初始硫含量[%S]0、脱硫量xS、铁水温度T(K)和吨铁镁粒的喷吹速率VMg与脱硫率和镁的利用率的数学模型.通过对数学模型的研究发现:脱硫率随吨铁镁耗量、初始硫含量的增加而增加,随喷吹时间、温度和镁喷吹速率的增大而降低.镁利用率随吨铁镁耗量、喷吹时间及喷吹速率的增加而减少,随喷吹时间的延长、镁喷吹速率、铁液中初始硫含量及温度的升高而升高.在合适的吨铁镁消耗量的情况下,要提高脱硫率和镁利用率,应该在保障脱硫时间的前提下,降低吨铁镁喷吹速率,减少喷吹时间.     

用铝渣和石灰对铁水预脱硫的热力学

通过热力学计算分析了Al在铁水中与氧和硫反应的平衡活度,当CaO和Al同时加入铁水中,适量的Al会提高CaO的脱硫能力.探讨了在Al的参与下,CaO作为脱硫剂时的脱硫热力学反应机理,以及Al2O3和CaF2对铁水脱硫的作用.     

CaO颗粒铁水脱硫反应的模型

建立了CaO颗粒在铁水中脱硫反应的模型和喷吹O2渣再生反应的模型.对CaO颗粒在铁水中的反应经历进行了详细的描述.计算研究了颗粒尺寸、传质系数、铁水初始含硫量等参数对脱硫反应和渣再生反应的影响.     

现代电弧炉炼钢热装铁水技术的再认识

根据天津钢管电弧炉炼钢热装铁水的工艺实践指出:热装铁水技术不但可以提高经济效益,而且还能扩大电弧炉熔炼钢种范围;对传统电弧炉和利用化学能炼钢的氧气转炉的熔池形状进行比较可知,利用电能和化学能相结合的现代电弧炉熔池形状设计深度应介于传统电弧炉和氧气转炉之间;对热装铁水的成本变化和热装铁水效益全面比较,结合热装铁水带来的负面影响,综合确定了现代电弧炉采用热装铁水的比例;铁水热装最佳方式是从炉后侧开口兑入铁水;铁水温度≥1200℃;铁水中硅质量分数≤1.0%,最好≤0.5%.     

随机晶场作用的Blume-Capel模型的相图研究

在有效场框架下,运用切断近似的方法,取自旋S为1的三维简立方格子,对随机晶场作用的Blume-Capel模型(BCM)相图进行研究,重点探讨随机晶场浓度和不同的晶场分布形式(晶场比率参数α)对相图的影响,具体分析了4种晶场分布形式:晶场稀疏分布,正负晶场对称分布,正负晶场非对称分布和负晶场随机分布,并给出相应的相图。在晶场稀疏情况下,三临界点(TCP)存在于一定的晶场浓度范围内,低温区域出现相变线的重入现象和晶场简并模式;α=-1.0和α=-0.4时,临界点存在的晶场浓度范扩大,相图出现正晶场分布,特别当α=0.4时,三临界点始终存在,重入现象和晶场简并模式消失,二级相变线始终与晶轴没有交点,相变线均无趋于∞,磁有序相范围减小。