含铌铁水中碳和硅的氧化规律

 为了研究铌在铁水吹氧冶炼过程中的氧化规律，在中频炉内进行了加入碱度分别为0.538和1.5的CaO-SiO2-Al2O3系造渣剂和不加渣的含铌铁水底吹氧气的冶炼试验。铁水温度为1 550 ℃时，研究了含铌铁水中硅、碳和铌的氧化规律，并利用FactSage软件进行了不同温度与不同碱度的造渣剂和无渣氧化铁水中各元素的热力学平衡计算。结果表明，高温吹炼使铁水中的碳优先于铁水中的硅氧化，而低温吹炼则促进铁水中硅优先于碳氧化；降低造渣剂碱度促进铁水中碳氧化、抑制硅氧化，碳和硅的氧化转化温度为1 490 ℃；在吹氧冶炼终点，加入碱度为1.5的造渣剂，铁水中硅质量分数下降到0.138%时，铌开始氧化减少，而加入碱度为0.538的造渣剂，铁水中碳质量分数下降到0.61%，硅质量分数升高到0.56%，铌质量分数不变，因此含铌铁水可通过加入低碱度造渣剂高温吹氧冶炼为含铌钢水。     

含铌铁水预处理脱硅保铌的研究

 为防止铁水预处理脱硅过程中脱铌,通过中频感应电炉底吹氧气冶炼含铌铁水,研究了铁水预处理吹氧过程中不加渣和加入造渣剂吹炼过程中脱硅保铌的行为及铁水中各元素含量的变化规律。试验结果表明：在铁水温度1623K加入碱度为4的CaO-SiO2-CaF2的造渣剂、供氧强度为0. 5m3/(t·min)时吹氧冶炼,铁水中的硅含量降低到0. 012%(质量分数,下同)时,铌才开始氧化,脱硫率为83%,磷含量不变;在相同的温度和供氧强度,不加造渣剂吹炼时,铁水中的硅降低至0. 16%时,铌开始氧化,硫和磷含量不变;有渣吹炼脱硅保铌终点硅含量是无渣吹炼脱硅保铌终点硅含量的10%,显著脱硫。     

含铌铁水底吹氧气脱碳保铌的研究

通过中频炉底吹氧气冶炼含铌铁水,在1 350、1 475、1 515℃,加入Si O2-Ca O-Ca F2造渣剂或在无渣条件下研究了铁水中碳、硅和铌的氧化规律。结果表明,底吹氧气在1 350℃时加入碱性造渣剂或不加造渣剂时铁水中硅的氧化率为97%,碳的氧化率为20%,而在1 475℃吹炼时硅的氧化率为15%,碳的氧化率为84%;铁水中硅的质量分数下降到0.1%,铌含量不变;在1 515℃,加入酸性Si O2-Ca O-Ca F2造渣剂高温底吹氧气冶炼时铁水中的碳质量分数下降至0.66%,实现了脱碳保铌。     

含铌铁水直接冶炼含铌微合金钢的试验

 含铌铁水通过脱碳保铌探索作为合金化元素回收铁水中铌并直接冶炼为含铌微合金钢的方法。试验在真空碳管炉内进行,铁水温度为1 500 ℃,氧化剂为Fe2O3,真空度为10 Pa,分别进行有SiO2-CaO-Al2O3系造渣剂、无渣真空氧化冶炼研究。结果表明：在无渣条件下,加入Fe2O3铁水中硅、铌和碳同时氧化,不能脱碳保铌;加入造渣剂时,造渣剂的碱度越低,铁水中的硅氧化量越低,碳氧化量越高,碳质量分数最低下降到0.032%,铌质量分数最低值从0.09%下降到0.082%;碱度越高,铁水中硅氧化量越高,铌的氧化量也越高;真空氧化冶炼能够促进碳氧化,减少硅的氧化,抑止铌氧化。在50 kg级真空感应电炉内成功进行了回收铁水中铌直接冶炼为含铌钢试验,为回收含铌铁水中的铌提供新方法,也为工业化直接冶炼含铌钢提供试验依据。     

转炉炼钢用铁水的硅含量分析

转炉炼钢用铁水硅含量过高会影响脱磷率,增加脱磷剂及造渣剂的用量,因硅含量还起着调整炉渣碱度的作用,因此,铁水中的硅含量既不能过高也不能过低,通过计算脱磷量与渣量的关系,确定了入炉铁水含硅量的合理值,为铁水脱硅提供了理论依据,为转炉炼钢提供优质铁水。     

碳饱和铁液与CaO-SiO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣间钒、硅、锰的平衡和含钒铁水分段脱硅—提钒处理的研究

摘自北京科技大学研究生王新华的博士学位论文,导师:林宗彩教授。 本文对CaO-siO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣与碳饱和铁液反应的平衡条件下影响硅钒分离氧化的因素,铁水脱硅保钒处理的反应规律、反应机构,以及脱硅处理后的铁水吹氧提钒处理的反应规律进行了研究。研究表明上述反应平衡条件下,铁水中的钒完全能与硅分离氧化。确定了脱硅处理温度、炉渣组成、反应体系的动力学条件、铁水含硅量、渣碱度等因素对钒的平衡分配比的影响,以及渣中加入CaO、     

碳饱和铁液与CaO-SiO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣间钒、硅、锰的平衡和含钒铁水分段脱硅—提钒处理的研究

摘自北京科技大学研究生王新华的博士学位论文,导师:林宗彩教授。 本文对CaO-siO_2-CaF_2-Al_2O_3多元炉渣与碳饱和铁液反应的平衡条件下影响硅钒分离氧化的因素,铁水脱硅保钒处理的反应规律、反应机构,以及脱硅处理后的铁水吹氧提钒处理的反应规律进行了研究。研究表明上述反应平衡条件下,铁水中的钒完全能与硅分离氧化。确定了脱硅处理温度、炉渣组成、反应体系的动力学条件、铁水含硅量、渣碱度等因素对钒的平衡分配比的影响,以及渣中加入CaO、     

KR工序铁水预脱硅工业试验研究

莱钢炼钢厂利用KR脱硫设备进行了铁水预脱硅工业试验,试验确定铁水目标[Si]为0.25%~0.35%。采用新型脱硅剂,脱硅氧效率达70%以上,脱除0.1%[Si]脱硅剂消耗量为9.85 kg/t。影响KR脱硅效率的主要是脱硅渣碱度、铁水温度和加料速度。分析认为,合适的脱硅渣碱度为0.5~0.8,脱硅起始铁水温度为1 350℃,脱硅剂加料速度为3.5~4.5 kg/s。     

120t转炉双联脱硅法脱硅造渣制度的研究分析

文章介绍了为应对欧冶炉高硅铁水,八钢120t转炉采用的双联脱硅的工艺方法。在第一座转炉内铁水[Si]含量从<1%提高到了5%,硅氧化过程中释放出大量热,由于废钢配比不足,脱硅工艺最大困难就是保持热平衡。通过研究脱硅炉次的渣料加入量、渣成分、渣碱度、渣矿相,推导出了最优的转炉双联脱硅造渣制度。     

KR法铁水预脱硅工艺研究

铁水脱硅可减少转炉辅料消耗，是稳定转炉操作、实现少渣冶炼的一项重要工作。本文通过研究烧结矿、球团矿、窑渣等不同脱硅剂的脱硅效果，重点分析铁水温度、初始硅含量、及脱硅渣碱度对脱硅效果的影响，试验结果表明，同样的铁水条件，烧结矿的脱硅效果最佳，脱硅氧利用率超过60%,脱硅率超50%。铁水经过KR预脱硅可稳定转炉入炉铁水成分，同时回收了脱硅剂中的铁资源，并且通过扒渣减少入炉渣量，实现了少渣冶炼，给冶炼生产带来巨大的经济效益。     

转炉炼钢用铁水的硅质量分数分析

转炉炼钢用铁水硅质量分数过高会影响脱磷率,增加脱磷剂及造渣剂的用量,同时硅质量分数还起着调整炉渣碱度的作用,因此,铁水中的硅质量分数既不能过高也不能过低。通过计算脱磷量与渣量的关系,确定了人炉铁水硅质量分数的合理值,为铁水脱硅提供了理论依据,为转炉炼钢提供优质铁水。     

机械搅拌法铁水预脱硅的动力学研究

在实验室进行了模拟铁水预处理机械搅拌法脱硅的动力学试验,考察了铁水温度、搅拌方法、初始硅含量、脱硅渣碱度等因素对脱硅反应速率的影响.试验表明：铁水温度对脱硅速率影响较小;机械搅拌可显著提高脱硅速率;脱硅反应初期的限制环节是硅在铁水侧的传质,当渣中FeO含量降低到一定程度后,FeO在渣相侧的传质成为脱硅过程的限制环节,或与硅在铁水侧的传质共同控制速度;脱硅渣碱度在0.32 ～0.65变化对脱硅速率无显著影响.     

包钢铁水提铌工艺研究

包钢高炉生产的铁水含铌约O.08％,锰约1％,积存的废平炉渣也含铌、锰。通过试验研究发展了一种用小高炉一转炉将平炉渣的铌和锰加以富集的方法,以及从包钢铁水直接提取铌锰渣的各种方法。结果证明,不论用顶吹、侧吹或底吹转炉,只要将吹炼温度保持在1350℃左右,铁水中铌和锰均至少80％都被氧化,形成一种实际上可看作是含铌人造锰矿的铌锰渣,可用以炼制适于生产含铌高强度低合金钢的铌锰铁。为了降低铌锰渣的磷含量,从而简化下步工序,用底吹转炉比侧吹或顶吹都较为有利。为了同一目的,同时也提高渣中铌和锰的品位和转炉炉衬的寿命,可采用中性炉衬一如高铝砖。试验了从铁水提铌锰渣的连续操作工艺,发现它有许多潜在优点。     

高磷铁水预脱硅合理工艺的试验研究

在实验室试验研究了固体氧和气体氧对高磷铁水预脱硅效果及温降的影响.结果表明,用固体氧脱硅时,渣量大、温降多,硅和锰的氧化速度快,2 min已结束反应;用气体氧代替部分固体氧脱硅时,渣量小、温降少,脱硅速度虽缓慢,但不影响最终脱硅效果,脱硅率大于92%;合理的高磷铁水预脱硅工艺应该严格控制固体脱硅剂的用量,用适量的气体氧(w(O)>33%)代替固体氧,并控制较短处理时间(8 min左右).     

提高高炉冶炼含铌铁矿铌回收率的研究

本文论述了有关高炉中铌富集的实验室和生产实践的研究结果。已得证实,渣铁界面存在的 NbC 滞留带,阻碍了铌还原进入铁相。搅拌虽能使之有所改善,但不能有效的消除。而提高炉缸温度和活跃炉缸,以及提高炉渣碱度和维持铁水一定含硅量均有利于提高铌收率。     

100t 转炉留渣双渣法冶炼高硅高磷铁水试验

针对钢厂铁水硅和磷含量较高的特点,采用转炉留渣双渣冶炼工艺以获得稳定的铁水脱磷率。吹炼3 min后加入石灰和污泥球等造渣材料,供氧强度0～3 min时为2.5m³/（t·min）,3～4.5 min时为3.2m³/（t·min）,温度控制在约1320℃。转炉一次倒渣后,继续吹炼,加入后期造渣料,待一氧化碳体积分数稳定时,适当提高氧枪枪位,促进化渣,并进行终点碳控制。试验结果表明:脱磷期铁水平均脱磷率为58.09%,脱碳期钢水平均脱磷率为85.56%;当半钢温度为1320℃炉渣碱度为2.0,炉渣TFe含量为18%时,在脱磷期能获得较好的铁水脱磷效果;当转炉钢水一倒温度为1580℃,终渣碱度为3.5,炉渣TFe含量为20%时,在脱碳期能够获得较好的脱磷效果;转炉终点[P]_e/[P]_r为0.90;试验中得到脱磷期和脱碳期炉渣的岩相组成适合铁水脱磷。     

转炉渣气化脱磷后再用于脱磷基础研究

为保证转炉熔渣气化脱磷后循环利用的冶炼效果,在实验室进行了气化脱磷炉渣作为返料用于造渣脱磷的热态试验。研究结果表明:气化脱磷渣具备高氧化钙、高碱度、低P_2O_5、高FeO的特点,不需经历成渣过程,可直接用于二次脱磷;采用气化脱磷渣进行铁水脱磷试验时,随着试验温度的提高,铁水终点磷含量呈增大趋势,1 500℃下终点铁水w(P)仅为0.067%,对应的脱磷率为40%;对比气化脱磷渣和配制脱磷剂炉次的脱磷速度可知,在反应前期,气化脱磷渣成渣速度快,气化脱磷渣炉次的铁水磷含量低于配制脱磷剂炉次;但受限于磷容量,气化脱磷渣的终点脱磷效果不如所配脱磷剂,因此建议在工业试验中可将气化脱磷渣与新造渣剂搭配使用,在保证脱磷效果同时,减少造渣料消耗。     

含铌铁水预脱硅的熔池反应及渣-铁平衡

本文探讨了在氧气底吹炉内进行含铌铁水预脱硅时的熔池反应规律,指出了硅铌选择性氧化的机理:铁水中铌的氧化反应主要发生在熔池内氧气射流区,而在初生渣上浮过程中,(Nb_2O_5)被[Si]所还原,达到了硅铌选择性氧化的效果。较大的熔池深度和较小的L/H(氧气射流长度/熔池深度)以及较好的动力学条件,可使硅铌选择性氧化反应趋近平衡状态,从而有利于铁水中硅铌的分离。     

CaO-SiO2-MgO脱硅渣起泡性能的研究

分析了铁水脱硅预处理后炉渣起泡原因及机理,通过实验验证并提出了抑制炉渣发泡的措施.研究表明:将氧化剂连续、分散加入铁液,可减少单位时间内发泡气体的产生量,有利于抑制炉渣发泡.1450℃条件下,当碱度为0.6～0.8,w(MgO)为10%～20%时,碱度升高或w(MgO)增加,炉渣黏度呈降低趋势,密度变化不大,而发泡高度和发泡指数明显减小.随着w(MgO)增加,炉渣表面张力增大.炉渣碱度为0.8、w(MgO)为20%时,发泡性能最弱.向脱硅渣中加入适量CaO或MgO,可改变炉渣的物理化学性质,抑制炉渣发泡.     

利用碳酸钠处理铁水时钒的氧化行为

为了探讨从含钒的铁水中提取钒的经济合理的工艺,本研究以碳酸钠为熔剂,对合钒铁水进行了预处理,并对铁水中的含硅量、炉渣碱度、碳酸钠加入量、处理温度和炉渣中加三氧化二铁等因素的影响进行了研究。试验结果表明,碳酸钠能有效地脱除铁水中的钒、硅、磷和硫,而合碳量变化不大。为了使提钒过程有效地进行,铁水中的含硅量应低于0.3％或炉渣碱度(Na_2O/SiO_2)大于4.0。碳酸钠加入量不少于30克/公斤·铁水,而处理温度愈低愈好,一般可保持在1300～1350℃。如果在熔剂中加入三氧化二铁,将会促进钒等的氧化。预计在碳酸钠加入量为35克/公斤·铁水和1300℃时,铁水中含钒量可降低到0.03％,炉渣中五氧化二钒的含量可以达到13.5％,钒的氧化率约为90％。