转炉底吹CO_(2)炼钢技术碳减排计算探讨

钢铁作为非电力行业最大碳排放行业,在我国推进双碳政策过程中,钢铁的绿色低碳发展将成为至关重要的一环。转炉底吹CO_(2)炼钢技术作为中钢协优选的50项极致能效技术之一,能够有效提升产品质量,降低生产成本,同时在减排方面具有明显效果,结合国际钢协CO_(2)排放计算方法,对转炉底吹CO_(2)工艺技术的碳排放测算方法进行探讨,通过测算使用该工艺碳减排效果4.3 kg/t,计算结果符合LCA计算要求。

110t转炉脱磷工艺优化

结合某炼钢厂110 t转炉的实际生产情况,研究了转炉操作工艺对脱磷的影响。从转炉吹炼的角度探讨了供氧制度、底吹制度和加料制度对脱磷的影响以及这些影响因素之间的相互作用。建议采用"高-低-高-低"的氧枪操作制度,适当增大吹炼前期和后期的底吹强度,造渣料分批加入,从而达到快速化渣脱磷,降低渣中TFe,提高钢水收得率的冶炼效果。通过操作制度综合优化,可以达到稳定、有效地脱磷,满足现阶段所炼钢种的成分要求。

氧气底吹转炉底吹喷嘴传热数值模拟研究

底吹喷嘴附近烧损一直是氧气底吹转炉炼钢的关键问题,建立了氧气底吹转炉喷嘴附近传热模型,本模型认为炉底热量来源于火点区的辐射热和钢水流动的对流换热。讨论和分析了底吹喷嘴及耐火砖的温度场,与实验数据吻合:在底吹喷嘴的高度方向上,发现喷嘴和底部耐火砖热端面温度最高。利用该传热模型,研究了不同材质内管的温度场的分布。其中导热系数大的材料温度梯度小,热端面的温度低;导热系数小的材料温度梯度大,热端面的温度高。因此从抑制喷嘴烧损的角度内管应选择导热系数较大的材料。

120 t转炉氧枪喷头优化及其在炼钢环境的射流特性研究

氧枪的射流特性直接影响到转炉的吹炼效果。针对某钢厂120 t转炉供氧时间长、氧耗高等问题,对氧枪喷头进行优化设计,利用数值模拟的方法研究氧枪喷头优化前后的射流特性。该研究充分考虑了炼钢环境高温、高CO浓度的特点,创新性地在模拟计算中导入气相燃烧反应机理,首先对比分析了激活燃烧反应机理前后的计算域温度场和速度场差异,结果表明,氧气射流与环境气氛中的CO会发生燃烧反应,燃烧火焰主要集中在多股射流之间的区域,气相燃烧有助于抑制射流速度的衰减和多股射流的聚并。对新旧氧枪喷头的模拟结果表明,新氧枪喷头的射流长度和流股直径都更大,具有更强的冲击搅拌能力。现场采用新氧枪喷头后,供氧时间缩短50 s,氧耗降低1.37 m^(3)/t,过程化渣得到改善,粘枪和溢渣喷溅率下降,冶金指标得到全面提升。

"新工科"背景下冶金工程专业人才培养体系探索

本文以苏州大学冶金工程专业"新工科"建设为背景,论述了学科交叉融合的必要性和紧迫性,构建了以冶金基本原理为核心,以工艺开发、设备认知、检测技术、控制技术、模型算法、工程管理为辅助的课程体系,强化虚拟仿真、工程实践和融合训练,"头脑风暴"贯穿教育全过程,着力培养厚基础、宽领域、重应用、懂管理的复合型工程技术人才.

利用丙烷燃烧火焰喷吹铬矿粉的数值模拟研究

为了加快铬矿粉在转炉熔池中的熔融还原速率,一种利用丙烷燃烧火焰输送铬矿粉剂的方法被提出。为了研究喷枪结构对粉气射流的具体影响,设计了三种不同结构的喷枪,并利用FLUENT软件和包含76步化学反应的丙烷燃烧机理模型对其流场和温度场进行了详细研究,结合离散型模型分析了粉剂被火焰加热的效果。最终得出结论:喷枪结构对气体流场和温度场有显著影响,进而影响到铬矿粉被加热的效果;枪口直径越小,粉气射流速度越大,火焰聚合效果越好,铬矿粉被加热的温度也越高,有利于加快铬矿熔融还原速率。

镁处理对含Ti螺纹钢中夹杂物的影响

对含Ti高强度螺纹钢进行了镁处理试验,分析了镁处理前后试样中夹杂物的成分和尺寸的变化,并用FactSage软件对夹杂物的形成和析出进行了计算。结果表明:加Mg前试样中夹杂物主要是Al_(2)O_(3)、以Al_(2)O_(3)为核心的TiN和TiN,加Mg后试样中夹杂物主要是Al_(2)O_(3)、MgO·Al_(2)O_(3)、以Al_(2)O_(3)或MgO·Al_(2)O_(3)为核心的TiN和TiN。钢中氧含量越高,越容易形成Al_(2)O_(3),氧含量越低,越容易形成MgO;Al含量越高,越不容易形成MgO。TiN在钢液凝固过程中可以以氧化物为核心形核析出或者单独析出。镁处理后试样中夹杂物尺寸减小。MgTi_(2)O_(4)主要是在Mg含量较高和温度较低的情况下形成,试样中MgTi_(2)O_(4)主要是在凝固过程形成。

炼钢温度下复吹转炉流场的数值模拟研究

以某钢厂的110 t复吹转炉为原型,建立三维全尺寸几何模型,通过数值模拟的方法研究了环境温度对多流股超音速氧气射流特性的影响,并对比分析了常温和炼钢温度下氧气射流对转炉熔池的冲击搅拌效果.研究结果表明:随着环境温度的升高,氧气射流的速度衰减减慢,射流流股半径增大,与此同时,射流本身的温度升高、密度降低,导致射流动压的增加幅度低于射流速度的增加幅度;而且,高温环境中射流的聚合现象被抑制.在多相流研究中发现,当环境温度由300 K提高至1723K时,氧气射流的冲击深度由0. 11035 m升高至0. 14807 m,冲击深度增大了34. 18%,熔池平均速度有一定提高,说明在多相流研究中环境温度的影响不容忽略.

转炉高废钢比冶炼的技术进展

日益严苛的碳排放政策和逐渐增加的废钢积累量将推动转炉流程消耗更多的废钢资源。本文介绍并对比了国内外现有的转炉高废钢比冶炼工艺技术,并对废钢预热、二次燃烧、燃料添加和转炉底喷粉等关键单元技术进行了详细论述。结合国内外研究和应用现状指出,既能喷吹碳粉又能喷吹氧气和石灰粉的转炉底喷粉技术将成为转炉高废钢比冶炼和转炉降本增效的关键。

基于数值模拟的半钢钢包供氧脱磷研究

以河北钢铁集团承德分公司炼钢厂半钢脱磷处理工艺为研究对象,对半钢钢包进行设备改造,增设专用脱磷氧枪实现钢包内高效脱磷。利用Fluent流体力学软件对氧枪射流进行仿真模拟,通过对氧气射流的研究来优化供氧制度,提高脱磷效率。工业试验数据表明,专用脱磷氧枪具有良好的化渣和搅拌效果,新工艺具有良好的脱磷效果,平均脱磷率达到51.8%。此外,在试验温度范围内,随着半钢出钢温度的增加,脱磷率呈现上升的趋势;脱碳量与脱磷量平均比例为3.17∶1。

120t转炉底吹CO2工艺研究及应用

介绍了某钢厂采用底吹CO2工艺,转炉冶炼CSP中低碳钢过程的变化,探究底吹CO2的工艺优势,为后续工艺优化提供借鉴。通过在120 t顶底复吹转炉进行底吹CO2工艺试验研究,分析了底吹CO2对钢水成分、炉渣成分、氧气消耗、钢中氮氧含量的影响。试验结果表明:底吹CO2工艺替代常规工艺切实可行,且有明显的工艺优势。底吹0.97 m3/t CO2冶炼CSP中碳钢,终点碳质量分数大于0.08%时,终点锰质量分数提高0.05%,渣中氧化铁质量分数降低1.18%以上,氧气单耗下降4 m3/t,同时终点氮、氧含量有所下降。上述效果随着终点碳质量分数下降呈减弱趋势,当碳质量分数小于0.055%时,与常规工艺趋于一致。

120t复吹转炉高强度底吹CO_(2)工业试验

为强化转炉熔池搅拌效果,改善炉内冶金反应动力学条件,在120 t复吹转炉上开展了高强度底吹CO_(2)的工业试验,吹炼时底吹强度最高可达0.21 m^(3)/(t·min),试验采用喷枪型底吹元件,底吹气体包括N2、Ar和CO_(2),根据不同冶炼阶段单一气体供气或混合后供气。试验结果表明,在终渣碱度基本相同的情况下,高强度底吹CO_(2)工艺终渣氧化铁质量分数最低,转炉终点碳氧积、终点钢水P、S、N含量均比原底吹工艺和高强度底吹N_(2)/Ar工艺低,终点钢水Mn含量、脱磷率和脱硫率均比原底吹工艺高。高强度底吹CO_(2)有利于降低转炉炼钢成本,提升钢水纯净度。

MiDa超高拉速连铸结晶器保护渣初步设计

随着长材连铸连轧技术(MiDa)在中国的逐步应用,超高拉速方坯对结晶器保护渣提出新的要求。结合MiDa工艺及产品特性,并结合高拉速保护渣所需的低熔化温度、低黏度、低凝固温度、高熔化速度、高夹杂物吸收速率特征,初步设计了5组保护渣成分,委托保护渣厂家进行试制,对试制品进行理化性能检测并提出优化方向,确定了超高拉速方坯结晶器保护渣的初步思路。