半钢冶炼提高转炉终点碳出钢试验研究

针对攀钢半钢冶炼提高转炉终点碳出钢存在的热源不足和脱磷难的问题,在采用半钢增硅热补偿工艺的基础上对炼钢转炉成渣路线进行了研究,制定了转炉脱磷保碳关键工艺参数。结果表明,在保证转炉脱磷效果的同时,重轨钢转炉终点钢液碳含量由0.068%提高到0.109%,Q系列钢终点钢液碳含量由0.053%提高到0.081%;终点钢液碳含量提高后,重轨及Q系列钢终点钢液氧活度分别降低180×10-6和291×10-6,终渣全铁含量TFe平均降低1.28%和1.96%。提高转炉终点碳出钢的新工艺推广应用后,在降低冶炼成本的同时,提高了钢液质量。

减少转炉提钒过程碳烧损

为了有效减少了转炉提钒过程的碳烧损量,在硅钼炉内进行氧化性炉渣与铁水在不同温度下的渣金反应实验,发现炉渣与铁水的反应速率随温度的升高而加快;温度越高铁红(Fe2O3)将钒氧化到极值的速度越快,但达到极值后钒会被还原回铁水中,且还原速度也随温度的升高而提高;温度越高钒渣中的钒被铁水中碳还原的量越大。根据实验结果对转炉提钒工艺进行了优化,吹炼温度为1340~1350℃时加入冷却剂,控制较低的终点温度,在钒氧化率不降低的情况下,碳烧损率从19.39%降到17.91%、碳烧损量从0.82%减少到0.76%,有效减少了转炉提钒过程的碳烧损。

超低碳钢RH混合喷吹Ar-CO_(2)冶金反应特性

钢铁生产过程CO_(2)的资源化利用对中国“碳达峰,碳中和”目标的实现起着重要作用。氩气驱动的RH(ruhrstahl-heraeus)真空装置是超低碳钢精炼的关键设备,利用高真空下钢水循环流动可有效脱碳、脱气和去除夹杂物。由于真空条件下CO_(2)可直接与钢水中碳反应生成CO,在实现脱碳的同时可促进熔池搅拌。因此,尝试将Ar-CO_(2)混合气体作为提升气体引入超低碳钢RH脱碳过程。首先,针对CO_(2)在RH脱碳条件下的冶金反应行为,通过热力学理论分析了不同压力下Fe-C-O熔体与Ar-CO_(2)的反应特性。其次,搭建了Ar-CO_(2)混合气体作为RH提升气体的工业试验平台,通过工业性试验研究了超低碳钢RH脱碳过程混合喷吹Ar-CO_(2)对钢水脱碳、脱氮和温降的影响。Fe-C-O熔体与Ar-CO_(2)反应热力学表明,在低于100 kPa和超低碳条件下,Ar-CO_(2)混合气体中的CO_(2)仍可能与钢水中碳反应,从而促进RH脱碳和脱气。工业性试验表明,喷吹100%CO_(2)、50%Ar+50%CO_(2)和100%Ar炉次出站平均碳质量分数分别为0.00150%、0.00157%和0.00119%,因而混合喷吹Ar-CO_(2)并不会显著影响RH脱碳效率。同时,由于CO_(2)与钢水中碳反应十分有限,与喷吹100%Ar相比,喷吹100%CO_(2)和50%Ar+50%CO_(2)对RH脱氮效率和钢水温降没有明显影响。因此,超低碳钢RH脱碳时,完全可采用CO_(2)取代部分或全部氩气作为提升气体,尽管无法提高精炼效率,但仍具有显著的经济价值和环保优势。