12CaO·7Al_2O_3基精炼渣脱硫试验

在试验室用MoSi_2井式电阻炉试验研究了12CaO·7Al_2O_O3的预熔工艺和含10%～20%BaO、2%～6%MgO、1%～3%Li_2O,(12CaO·7Al_2O_3)/SiO_2=8～10的12CaO·7Al_2O_3基精炼渣对成分为(%)0.23C、1.29Mn、0.44Si、0.026P、0.023S、0.04Mo、0.02Cr、0.06Cu的低碳钢的脱硫能力。结果表明,12CaO·7Al_2O_3基预熔精炼渣具有较好的脱硫能力,在1 590℃加入量为3%的条件下,能将钢液中的硫含量从0.030%降低到0.006%,脱硫率80.00%。通过运用正交方法对渣成分进行优化,得出12CaO·7A国_2O_3基精炼渣的优化渣系为:15%BaO,4%MgO,3%Li_2O,(12CaO·7Al_2O_3)/SiO_2=9。

精炼渣w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))对铝脱氧高强钢夹杂物去除的影响

钢中非金属夹杂物对钢的性能有重要影响,大尺寸夹杂物对钢的性能具有很大破坏性。为了研究在LF精炼工艺中精炼渣w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))对铝脱氧高强钢中非金属夹杂物的去除效果,以Q690高强钢为研究对象,开展不同w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))精炼渣工业试验并通过热力学计算进行定量分析。3炉精炼渣w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))分别为1.58、1.77和2.22,其中w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))为2.22的精炼渣对夹杂物去除效果最好。在LF精炼阶段,夹杂物数量密度从13.89个/mm2减小到6.56个/mm2,变化率为53%;面积分数从0.0122%减小到0.0034%,变化率为72%;平均直径从4.82μm减小到3.44μm,变化率为29%。通过引入精炼渣的夹杂物容量Zh数并将其用于含一定固相成分的精炼渣热力学计算,3炉工业试验精炼渣的Zh数分别为0.001940、0.000307和0.000320,由于w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))为2.22精炼渣的Zh数最大,其对夹杂物去除效果最好。根据夹杂物容量预测云图,Zh数在渣中CaO质量分数大于55%的液相线上达到最大。在实际生产中为了保证夹杂物去除效果,当精炼渣中SiO_(2)质量分数为15%时,精炼渣w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))为2.04~3.05;当精炼渣中SiO_(2)质量分数为10%时,精炼渣w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))为1.73~2.22;当精炼渣中SiO_(2)质量分数为5%时,精炼渣w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))为1.51~1.55。随着精炼渣中SiO_(2)含量降低,合适的精炼渣w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))逐渐减小且范围变小。通过调节精炼渣w(CaO)/w(Al_(2)O_(3)),可为铝脱氧高强钢提供生产指导。

CeAlO_(3)在不同w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))保护渣中的溶解行为

稀土钢连铸过程中,结晶器内上浮至渣金界面的高熔点稀土夹杂物如果不能被保护渣有效的溶解吸收,进入保护渣后会改变渣的理化性能,影响连铸顺行。通过高温实验研究了CeAlO_(3)在连铸保护渣中的溶解机制,探究了保护渣w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))(简写为C/A)对溶解过程的影响。实验结果表明,Ce AlO_(3)溶解过程中,夹杂物-渣界面会形成Ce^(3+)和Ca^(2+)的浓度边界层。在C/A为0.8的保护渣中会形成中间产物CaCeAl_(3)O_(7),随着C/A增加到1.0,中间产物Ca Ce Al_(3)O_(7)减少;继续增加C/A至1.2,中间产物消失。其溶解机制为,低C/A渣中AlO_(4)^(5-)较多,在浓度边界层中Ce AOl3溶解形成的Ce^(3+)与渣中Ca^(2+)、Al O45-反应生成中间产物Ca Ce Al_(3)O_(7),然后中间产物再向渣中溶解,溶解方式为间接溶解。高C/A渣中AlO_(4)^(5-)较少,不足以达到固相形核浓度而形成中间产物,Ce AlO_(3)通过离子扩散溶解于渣中。因此,当保护渣C/A低于或等于1,CeAlO_(3)在渣中的溶解方式为间接溶解,当保护渣C/A超过1时,Ce AlO_(3)在渣中的溶解方式转变为直接溶解。

不同条件下Al_(2)O_(3)质量分数对CaO-SiO_(2)-MgO-Al_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)渣系黏流行为的影响

钢铁企业在高炉冶炼中使用廉价的硼铁矿和高铝矿是降本增效的重要措施之一,但其容易引起高炉渣中Al_(2)O_(3)和B_(2)O_(3)质量分数的变化,会为高炉操作带来影响。因此,系统研究不同条件下Al_(2)O_(3)质量分数对含硼高铝渣的影响对高炉渣系的优化调控有重要的意义。基于旋转柱体法研究了不同条件下Al_(2)O_(3)质量分数对CaO-SiO_(2)-MgO-Al_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)渣系黏流行为的影响。研究表明,当w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))变化时,Al_(2)O_(3)质量分数从12.28%增加到19.95%,黏度η1500℃从0.236 Pa·s升高到0.272 Pa·s,熔化性温度TBr从1258℃上升至1310℃,熔渣中硅铝酸盐网络结构逐渐聚集、聚合度升高,炉渣流动性变差;当Al_(2)O_(3)质量分数从12.28%增加到14.51%时,黏流活化能Eη从144.92 kJ/mol缓慢变化至152.68 kJ/mol,当Al_(2)O_(3)质量分数从14.51%增加到19.95%时,Eη从152.68 kJ/mol显著增加到176.70 kJ/mol,炉渣的热稳定性急剧变差。当w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))为0.47并保持不变时,Al_(2)O_(3)质量分数从11.00%增至13.00%,炉渣η1500℃从0.243 Pa·s缓慢降至0.242 Pa·s,TBr从1243℃缓慢升至1251℃,当Al_(2)O_(3)质量分数从13.00%增至19.00%时,炉渣η1500℃从0.242 Pa·s显著升至0.264 Pa·s,TBr从1251℃显著升至1313℃,熔渣中硅铝酸盐网络结构聚集,炉渣的流动性恶化;Eη呈现整体升高趋势,变化范围为156.76~174.46 kJ/mol,炉渣的热稳定性变差。综上所述,当w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))变化时,Al_(2)O_(3)质量分数为14.51%的炉渣具有较好的黏流行为;当w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))保持0.47不变时,Al_(2)O_(3)的质量分数不高于13.00%的炉渣具有较好的黏流行为。本研究可为在高炉冶炼中使用硼铁矿提供理论指导。

无取向电工钢RH精炼顶渣优化

采用FactSage7.2热力学软件研究了无取向电工钢RH精炼过程顶渣的理化特性,结合工业生产提出顶渣优化方案,并进行了工业试验。研究表明,精炼过程顶渣FeO和SiO_(2)将造成钢液的二次氧化。结合热力学分析、顶渣对Al_(2)O_(3)吸收能力计算和工业试验,理想RH精炼开始顶渣成分范围为:w(CaO)=50%~60%,w(SiO_(2))≤5.01%,w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))=1.5~2.0。精炼结束渣系接近低熔点,w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))≈1.25。工业试验结果表明,顶渣成分优化后,精炼结束钢水w(T.O)=14×10^(-6),冷轧产品表面缺陷率由4.6%降至0.3%,精炼顶渣的冶炼效果优异。