VOLUMETRIC MASS TRANSFER COEFFICIENT BETWEEN SLAG AND METAL IN COMBINED BLOWING CONVERTER

The effects of operation parameters of combined blowing converter on the volumetric mass transfer coefficient between slag and steel are studied with a cold model with water simulating steel, oil simulating slag and benzoic acid as the transferred substance between water and oil. The results show that, with lance level of 2.1m and the top blowing rate of 25000Nm3/h, the volumetric mass transfer coefficient changes most significantly when the bottom blowing rate ranges from 384 to 540Nm3/h. The volumetric mass transfer coefficient reaches its maximum when the lance level is 2.1m, the top blowing rates is 30000Nm3/h, and the bottom blowing rate is 384Nm3/h with tuyeres located symmetrically at 0.66D of the converter bottom.

260 t转炉终点余锰含量控制实践

针对转炉冶炼终点余锰含量不合理影响产品质量和生产成本的问题,分析了铁水中锰含量、转炉终点温度、底吹状态、炉渣碱度及渣量等因素对终点余锰含量的影响,结果表明,转炉底吹状态、炉渣碱度及渣量是影响终点余锰含量的主要原因。采取优化转炉底吹制度和转炉吹炼工艺制度后,转炉终点余锰含量可以稳定控制在0.10%~0.12%。

国内120t转炉高效冶炼工艺研究进展

对比研究了国内钢厂120 t转炉供氧制度和底吹工艺的优化实践以及智能冶炼和冶炼新工艺的应用实践。结果表明:适用于120 t转炉的氧枪喷头孔数为5个;120 t转炉底吹系统通常配置4~8支底吹管路,通过提高转炉底吹强度,可降低炉渣Fe_(t)O含量和钢水终点磷含量;副枪和投弹仪均可应用于120 t转炉,但副枪与转炉炉口的有效距离需大于400 mm。

顶底复吹转炉冶炼双相不锈钢的试验研究

通过500 kg多功能顶底复吹转炉吹炼铁水,进行双相不锈钢冶炼试验。采取钢水脱磷、降碳保铬、钢水深脱硫以及钢水增氮的方法,得到在碳质量分数降到2.0%时,钢水温度控制在1360~1440℃,炉渣的碱度控制在1.4~1.8,炉渣中FeO质量分数控制在15%~20%,钢水中的磷质量分数可以脱除75%以上;在钢水降碳保铬过程中,钢水温度始终控制在1660℃以上,同时随着碳含量降低,逐渐降低氧气比例,增加氩气比例,减少铬元素的氧化;合金化后继续对炉渣进行还原,碱度控制在2.0左右,钢水温度控制在1550~1600℃,渣中的FeO和MnO质量分数之和控制在1%以下,钢水中的硫质量分数可以由0.0040%降低到0.0010%;顶底复吹转炉冶炼双相不锈钢奥氏体和铁素体的占比在49%~51%,钢板的冲击性能远高于标准值180 J,性能满足用户的要求。

帘线钢冶炼氮含量控制研究与实践

针对帘线钢拉拔断裂缺陷,研究了相关工艺参数对钢中氮含量的影响,并采取了相应的优化措施,转炉冶炼采用低氮增碳剂,减少倒炉次数,吹炼全程均采取底吹氩模式;LF发泡埋弧、快速成渣及形成微正压气氛;强化连铸保护浇注工艺,抑制钢水二次氧化。上述措施实施后,帘线钢氮含量得到了较好控制,由0.004 010%降至0.002 726%,且基本稳定控制≤0.003 0%。提高了帘线钢实物质量,满足客户拉拔至0.17 mm的要求。

260 t转炉沸腾出钢渣洗脱磷工艺实践研究

分析了影响260 t转炉沸腾出钢脱磷效果的工艺参数及其影响规律,得出结论:随着钢水氧含量、白灰加入量的增加,钢水脱磷率不断提高,但白灰加入量达到1000 kg后,脱磷率维持最大值不再明显变化;吹氩50 s之后脱磷率提高,并在180 s达到最大值,之后脱磷率不再提高。采用沸腾出钢渣洗脱磷工艺后,钢水平均脱磷率由9.4%提高到16.7%,磷含量超标的质量事故平均降低0.3罐/月,未出现该工艺造成钢水温度低的相关事故。

120t复吹转炉底吹布置对熔池混匀的影响

转炉底吹的布置和流量控制对转炉熔池混匀的影响至关重要,是决定碳氧反应、脱磷反应的动力学条件。为了给国内某钢厂120t转炉的底吹供气元件布置方式提供理论依据,通过水模试验,研究了不同底吹布置方案及底吹流量对熔池搅拌均匀混合时间的影响,为确定最优底枪布置方式提供参考。结果表明,在保持其他参数一致的条件下,转炉底吹采用环形布置,底枪夹角为40°、底吹半径R=0.55 D的混匀效果较好;通过比较发现,非对称布置混匀效果要优于环形对称布置。实际应用过程中,若考虑对炉龄的影响,建议选择环形对称布置方式(夹角40°、R=0.55 D);若忽略对炉龄的影响,建议选择非对称布置方式。

顶底复吹转炉出钢面炉衬维护技术的试验研究

为控制转炉合理炉型和提高出钢面炉衬使用寿命,分别研究了终渣碱度、渣中w(MgO)以及渣中w(FeO)对终渣熔点的影响。通过对固渣护炉炉次终渣成分的调整和固渣护炉过程操作的优化,有效提高固渣护炉后转炉出钢面炉衬的使用寿命,降低护炉耐材成本。实践表明:转炉终点w(C)控制在0.08%~0.12%,终渣碱度控制在3.0~3.5,渣中w(MgO)控制在6%~8%,渣中w(FeO)控制在10%~15%,转炉固渣护炉炉次出钢面炉衬耐侵蚀性达到最佳,转炉出钢面炉衬每月维护频次均值由28次下降至16次,吨钢耐材用量降低20.27%,综合效益显著。

复吹转炉双联工艺冶炼X80管线钢脱磷试验研究

结合某厂生产X80管线钢实际状况,对复吹转炉双联工艺的炼钢脱磷过程进行试验,研究转炉炉渣碱度和氧化性对脱磷的影响。结果表明:在铁水磷含量为0.118%和0.116%,脱磷炉和脱碳炉终点渣碱度CaO/SiO2分别为1.6~2.0、3.3~4.1,T.Fe含量分别为10%~15%、20%~35%的条件下,脱磷炉脱磷率最高达50.85%,平均为38.35%,终点脱磷率最高为95.69%,平均为94.88%,冶炼终点钢水磷含量控制在0.007%以下,最低0.005%,满足X80管线钢生产要求。

150 t复吹提钒转炉氧枪优化模拟

利用数值模拟方法,分析了优化前后4种顶吹氧枪喷吹条件下熔池流动特性,并采用全六面体网格等尺寸建模,结合VOF多相流算法追踪熔池“气-渣-金”三相流过程,将模拟结果进行对比分析,确定适用于承德钒钛150 t提钒转炉的氧枪结构参数。优化后氧枪对转炉熔池冲击搅拌效果明显优于原氧枪,但优化后氧枪加速了转炉底部的侵蚀程度。工业试验结果表明,在保证现有提钒效果不变的前提下,转炉平均供氧时间缩短40 s,氧枪寿命提高35炉次,可有效提高转炉冶炼动力学条件。

二次燃烧氧枪在120 t复吹转炉的应用实践

结合120 t复吹转炉生产实际,设计了二次燃烧氧枪喷头参数,优化了转炉冶炼工艺制度。实践表明,与普通氧枪相比,应用二次燃烧氧枪吹炼可以缩短供氧时间约93 s,供氧效率提升10.6%,熔池钢水平均温度提升约18.527℃,废钢比提高1.3%,脱磷率提高1.5%,且对煤气回收几乎没有影响。

45#圆钢顶锻裂纹形成原因及改善

圆钢作为优质碳素结构钢,具有十分广泛的应用市场。张宣科技45#圆钢在生产过程中出现了不同类型的质量缺陷,顶锻合格率偏低。为此,利用化学成分、低倍检验、金相检测等全方位的分析方法,深入查找剖析顶锻裂纹的形成原因。研究发现:气泡和非金属夹杂物造成铸坯裂纹的比例分别为68%和23%,是影响铸坯质量的关键因素。进而对全流程生产工艺进行了优化:转炉工序,将转炉冶炼终点氧含量由347.94 ppm降低至187.22 ppm,减少钢中非金属夹杂物含量;精炼工序,优化LF精炼渣系,改善精炼渣冶金性能;连铸工序,全过程保护浇注、保证氩封效果,防止钢液二次氧化及吸氮,减少冶炼及连铸过程中气体的产生。优化措施实施后,高效促进了钢中气泡和夹杂物上浮,强化脱氧和脱氧产物的排除,减少了钢中硫化物和氧化物夹杂,钢中全氧含量控制在60~65 ppm范围内,且夹杂物粒径≤30μm,热顶锻开裂率由18%逐步降至0.5%,圆钢质量稳定性显著提高。

长寿复吹转炉工艺技术开发

介绍了长寿复吹转炉在武钢二炼钢 80 t转炉上应用的基本工艺和冶金效果。通过溅渣 ,控制底吹喷嘴表面生长炉渣—金属蘑菇头的内部结构、生长高度和供气面积 ,不仅可保证良好的底部供气功能 ,而且有效地保护底吹喷嘴不受熔蚀 ,形成永久性蘑菇头。使底吹喷嘴的一次寿命与溅渣后转炉炉龄同步 ,并创造了2 2 76 6炉的世界复吹转炉炉龄纪录。复吹比 10 0 % 。

复吹转炉底吹透气性维护技术研究

研究与实践证明,为确保复吹转炉底部供气在整个炉役过程中的最佳冶炼效果,可灵活调整底部供气参数,保证底吹供气元件透气性非常重要。本钢炼钢厂采用钢铁研究总院开发的底吹专利技术后,共同对确保转炉生产过程中炉底供气元件的透气性进行了深入研究。在底吹供气元件的维护上,采取先进的设备保障、坚持合理的维护制度,保证底吹供气元件寿命与炉龄同步,炉底供气元件在全炉役可见,获得了复吹工艺良好的冶金效果。

120t顶底复吹转炉水模研究

采用水力学模型试验，通过测定熔池均匀混合时间长短，确定复吹转炉底部供气元件最佳位置和供气量．结果是单支底部供气元件偏心布置在炉底耳轴方向０．４Ｄ位置，供气量在０．５５７～０．

80t顶底复合吹炼转炉的冶金效果

对比了包头钢铁 (集团 )公司炼钢厂 80 t顶底复合吹炼转炉和顶吹氧气转炉的冶金效果。结果表明 :底吹气体对钢水的搅拌作用远大于顶吹氧气。采用顶底复合吹炼工艺后 ,不仅钢水成分和温度更均匀、吹炼更平稳、而且钢水终点残余锰含量提高。由于吹炼时间、氧气消耗量及炉渣中的Fe O含量都有所降低 ,因此金属收得率提高。另外 ,通过适当提高炉渣碱度 。

复吹转炉钢-渣间容量传质系数的水-油模型

在熔池直径 880mm、深 2 5 8mm的冷态模型中 ,利用水模拟钢水、机油模拟渣、苯甲酸模拟钢 渣间传输物质来研究熔池直径 5 2 85mm、深 15 4 5mm的复吹转炉吹炼工艺参数对钢 渣间容量传质系数的影响。结果表明 ,枪位 35 0mm ,顶吹流量 117m3 /h ,底吹流量 1 6 8m3 /h至 2 36m3 /h时 ,传输物质苯甲酸的容量传质系数变化最显著 ,在采用枪位 35 0mm ,顶吹流量 14 0m3 /h ,底吹流量 1 6 8m3 /h ,底枪布置方式为 8孔对称布置在 0 6 6直径的圆上时 ,传输物质的容量传质系数最大。

复吹转炉炼钢过程机理模型

在分析复吹转炉冶炼过程机理的基础上,应用冶金热力学、动力学、传输原理和反应工程学理论,建立了描述冶炼过程的动力学模型,确定了模型的有关参数。模型的关键在于正确找出转炉冶炼过程中各氧化反应的限制环节,建立氧化反应速度与限制环节速度的联系,从而得到转炉中各氧化反应的速度方程。

唐钢薄板坯连铸连轧钢液增氮的试验研究

通过试验研究了150 t顶底复吹转炉—150 t LF炉—薄板坯连铸连轧流程钢液w(N)的变化。研究发现:转炉出钢、吹氩操作、LF炉精炼和连铸过程均可能增氮,自转炉出钢至LF炉精炼开始过程和钢水从大包进入中间包过程增氮最为严重,平均增氮都接近20×10-6。对影响钢液增氮的一些因素进行了讨论,提出了相应的改进措施。

不锈钢AOD转炉精炼过程数学模拟初探

对不锈钢AOD转炉精炼过程数学模拟作了初步研究,注意到该侧顶复吹精炼过程的物理和化学特性,考虑体系的质量和热量衡算,以及添加渣料、废钢、合金料等操作、精炼过程的不等温状态、钢液和熔渣质量的变化等因素的影响,提出了一个针对整个精炼过程的数学模型。基于设计的操作模式,以该模型对120 t AOD转炉内奥氏体不锈钢的整个精炼过程,包括氧化(脱碳)和还原过程作了模拟和估算,与工艺设计给出的参照数据作了比较。