铝酸钙系RH精炼脱硫的动力学分析与实践

基于某厂现用的CaO-CaF_(2)体系脱硫剂目前存在的侵蚀和保存不良问题,采用了铝酸钙脱硫工艺,并进行了工业试验,利用试验数据对深脱硫的可能性进行了进一步的探讨。根据对脱硫剂的渣-钢间硫分配比、熔化速度和RH炉真空室残渣的影响分析,铝酸钙脱硫剂的Al_(2)O_(3)设计为33%~37%;铝酸钙体系RH炉脱硫剂的最佳粒度范围为3~5mm。工业试验表明,脱硫效果与脱硫剂加入量和初始硫含量呈线性关系。通过回归分析,当钢液中初始硫质量分数低于30×10^(-6)时,深脱硫的成功率是比较高的,但当初始硫质量分数高于30×10^(-6)时,深脱硫的成功率很低,即便大幅度增加脱硫剂加入量也效果不佳。铝酸钙体系脱硫剂相对于CaO-CaF_(2)体系脱硫剂,合金收得率有所提高。

铝酸钙精炼渣RH炉脱硫模型研究

由于对耐火材料的侵蚀性较低且容易保存,铝酸钙精炼渣越来越多的被应用到RH炉脱硫工艺中。为了追求更好的脱硫效果,本文建立一种铝酸钙脱硫剂在RH炉过程脱硫反应的预测模型,并对模型进行了验证。验证结果显示,模型的拟合相关系数为0.99,拟合度非常好。模型的参数值,可以通过生产试验数据获得。模型分析认为,RH精炼脱硫主要由有效脱硫时间决定,有效脱硫时间即为脱硫终止时间与有效渣量形成的熔化时间的差值。当熔渣的熔化速度很低时,有效脱硫时间几乎等于零,则脱硫不发生。进一步的,利用该模型对RH炉脱硫工艺操作调整进行了模拟。模拟结果表明,总加入量不变时,分批次加入可以提高脱硫率,且存在最优的批次数和单批次加入量。

RH炉脱硫过程特征热力学分析

在硅钢RH炉精炼过程脱硫实践中发现,RH精炼炉中投入一定量脱硫剂,可以起到脱硫作用。但在[Al]、[Si]含量较高的钢种,没有投入脱硫剂也有脱硫效果。另外,RH炉脱氧前也有一定的脱硫效果,RH炉结束的硫含量一般都要比中间包内硫含量要高。通过热力学理论计算发现,RH炉精炼过程脱硫可以分为两个阶段:第一阶段是钢水脱氧前,钢水中[C]和[S]反应生成CS气体,有较弱的脱硫效果;第二阶段是脱氧后脱硫阶段,钢-渣扩散脱硫、钢水中[Si]和[S]反应生成SiS气体和钢水中[S]、[Al]、[Si]和[Ca]相互作用最终生成CaS。钢水中较高的[Al]和[Si]含量对第二阶段脱硫效果有较大的正向影响。进一步的,转炉结束前CS、SiS气体的生成使得铁水[C]元素有一定的脱硫作用。CS气体在转炉持续供氧过程和铁水裸露在空气中时,被氧气氧化生成SO_(2)气体。CaO-CaF_(2)系RH炉用脱硫剂中的CO_(2)组分能够氧化钢水中的[Al]、[Si]等合金元素,同时造成钢水增碳。

铝酸钙系熔渣熔化工艺特性

为全面系统地解决炼钢过程渣料熔化效果问题,从熔化效果的评价方法出发,对出钢渣洗过程渣料熔化效果进行评价与研究分析,并提出解决方案,最终取得了理想的应用效果。围绕未熔化渣料堆聚面积这个核心参数,采用六西格玛工具和方法进行了技术分析和必要的试验研究,结果表明,出钢口次数和铝锭加入量对渣料熔化效果的影响显著;铝酸钙精炼渣的物相参数对渣料熔化效果影响不大。通过FactSage软件模拟,判断石灰加入量过多会造成渣料不化。采取相应措施后,渣洗渣料熔化效果大幅度改善,渣料堆积面积明显减少,可观测到的渣料堆聚的炉次比例从80%降低到10%以下。