含钒渣系活度计算模型及应用

为研究转炉提钒的热力学,构建FeO-MgO-MnO-SiO_2-V_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2七元渣系活度计算模型.利用此模型研究了影响钒渣中V_2O_3活度的因素,认为降低提钒终点温度,提高炉渣中的氧化铁含量,有利于降低钒渣中V_2O_3活度,提升转炉提钒的效率.通过活度模型计算得到,在低钒铁水和高钒铁水提钒过程中,碳钒临界转化温度分别为1313℃和1376℃.

底吹搅拌对复吹转炉脱磷工艺的作用分析

在分析讨论复吹转炉冶炼过程脱磷反应规律、常规转炉冶炼过程脱磷弊端的基础上,探讨了转炉冶炼过程脱磷时机选择与合理控制机制。基于转炉脱磷热力学与动力学条件分析得出,底吹搅拌能兼顾渣-钢界面搅拌和控制脱磷温度,是提高脱磷效率的主要动力学手段。通过水模试验模拟渣-钢之间的传质现象得出,转炉底吹元件数量和底吹强度的不同组合与渣-钢界面间的有效传质存在合适的匹配关系,随着转炉底吹强度增加,底吹元件个数应适当增加。转炉长寿命复吹效果不但取决于合理的供气元件选型、数量、布置及供气模式,更要依靠科学的底吹维护工艺制度。

提高炉渣中MnO向钢中传递的试验

为了提高锰矿直接合金化锰的收得率,根据热力学分析结果确定了降低渣钢间锰分配比的影响因素。分析结果表明,提高温度和碳的活度是降低渣钢间锰分配比的必要条件。由此设计了感应炉试验方案,并进行了试验研究。结果表明,精炼渣在配加还原剂的情况下锰矿直接合金化锰平均收得率为90.8%,碳化硅作为还原剂在配碳量为1.2~1.4时,锰分配比最低;高温、高碳质量分数可以有效降低渣钢间锰分配比,底吹强度、锰矿加入量等工艺参数对锰矿直接合金化的效果有影响,应控制工艺避免锰矿石和还原剂的加入对钢中磷、硫产生的不利影响。

底吹方式对渣-钢界面影响规律的水模型

利用水模试验方法模拟底吹方式对转炉吹炼过程中渣-钢界面搅拌与传质效果的影响,研究底吹强度、底吹枪个数等因素对渣-钢界面搅拌与传质的影响规律。试验研究结果表明,由于底吹搅拌作用,使渣-钢间传质速率呈规律性变化。不同底吹枪个数与底吹搅拌强度的组合,存在渣-钢界面传质速率的最大值。单支底吹枪的底吹强度为0.020~0.025 m^3/(t·min)时,渣-钢间传质速率最大。

转炉渣钢间传质的冷态模拟试验

在转炉冶炼过程中,底吹参数对渣钢间传质起着非常重要的作用。为了研究底吹参数如底吹枪支数、底吹强度对传质效果的影响,以100t转炉为原型,根据相似原理,通过冷态模拟试验研究了苯甲酸在油水间的传质规律。试验表明,传质系数随着底吹强度增加呈现先增加后减小的现象;最优底吹流量随底吹枪支数增加而增加,底吹枪由4支逐渐增加到10支时,最优底吹流量由0.08增加至0.25m3/(t·min);最优单支枪供气强度为0.02~0.025m3/(t·min),且随底吹枪支数增加略有增加。

转炉终点渣钢间锰平衡状况分析

为了推广锰矿直接还原技术在转炉内的使用,对转炉终点条件下锰矿的热分解、熔融还原和渣钢间平衡状态进行了分析。利用热力学分析方法讨论了国内外转炉锰矿直接合金化锰的平衡状态。结果表明,在转炉终点时刻,锰矿以MnO形式存在于渣中;锰在渣钢间的平衡主要以铁、锰竞争氧化的形式存在;理论计算锰分配比和实践生产数据有相同的趋势,且计算值大于实践生产数据;高温、高碱度、高w([C])、低w((TFe))可以降低锰分配比;渣量越小,锰收得率越高。此外,讨论了进一步提高转炉锰收得率的控制工艺。

石灰石对转炉冶炼效果的影响

在实验室条件下对石灰石和石灰块在转炉初期渣的溶解状况进行研究。结果表明,在1 550℃,加入石灰块与部分初期渣反应,仍为固相,没有形成液相;加入的石灰石块已完全溶解在转炉初期渣中,形成均质的液态渣。在工业试验中,分别在转炉前期和中后期加入石灰石考察其熔化状况及脱磷效果,结果显示,吹炼前期加入石灰石的炉次,吹炼前期形成的炉渣碱度较低,约为1.5左右,吹炼终点炉渣碱度才达到预期的指标,脱磷效果前期不佳,中后期才有所提高;中后期加入石灰石的炉次,吹炼过程能够保持较高的炉渣碱度,有利于保持稳定的脱磷效果。