环保型高磷铁水预脱磷渣的脱磷性能研究

实验室条件下采用间接测量法,测定了CaF2系和B2O3系脱磷渣的磷分配.即首先测量磷在液态渣和固态铁间的分配比,再通过计算得到磷在液态渣和铁水之间分配比,同时根据渣系成分和光学碱度计算了磷容量.同时采用了扫描电镜、能谱分析与X射线衍射分析技术对脱磷渣进行了研究.实验结果表明,B2O3系预脱磷渣的磷容量远大于CaF2系预脱磷渣的磷容量,因此可以用B2O3全部替代CaF2作为助熔剂进行高磷铁水的预脱磷处理,2种渣系的磷分配均随渣中有效CaO含量的升高而升高.用B2O3作为助熔剂时,B2O3能与渣中高熔点物质2CaO·SiO2和3CaO·P2O5反应生成低熔点物质,从而起到助熔的作用.且w(B2O3)/w(CaO)比值为0.16时,磷分配比为最高值,即该渣脱磷能力最强.     

环保型高磷铁水预处理脱磷剂的试验研究

为开发高效环保的高磷铁水预脱磷剂,利用FactsageTM软件绘制了Fe3O4-CaO-B2O3和Fe3O4-CaO-K2O三元相图,根据相图确定出B2O3系和K2O系脱磷剂成分的质量分数,然后在实验室进行脱磷试验,并与以CaF2为助熔剂的高磷铁水预脱磷试验结果进行了比较。结果表明:B2O3能够完全替代CaF2作为助熔剂进行高磷铁水的脱磷预处理,控制w(P)<0.1%,此时w(B2O3)/w(CaO)=0.16,用此种脱磷剂进行脱磷时,化渣良好且不产生泡沫渣,脱磷率也最高。而K2O系脱磷剂的脱磷效果较差。     

LF脱硫精炼渣的发展

在对传统精炼渣的局限性进行探讨的基础上,论述了BaO、B2O3代替精炼渣中的CaO、CaF2对熔化特性和脱硫性能的影响,展望了这些替代剂的发展前景。结果表明：BaO不仅具有较好的脱硫能力,还可以降低精炼渣的熔点,提高熔渣流动性,BaO的最佳质量分数为5%~25%。B2O3在渣中的质量分数在10%以内时,可以代替CaF2,起到降低侵蚀炉衬和污染环境的作用。     

B2O3在CaO-BaO-SiO2-Al2O3-CaF2精炼渣中的作用

选择w（CaO）=46％，w（BaO）=10％，w（SiO2）=11．2％，w（Al2O3）=11．6％的渣作基础渣系，将B2q作助熔剂替代CaF2，发现B2q和CaF2的助熔效果相当，B2q可用作环保型助熔剂。将CaO-SiO2-BaO-Al2O3-CaF2作基础渣系，B2O3作酸性氧化物，在碱度（m（CaO＋BaO）／m（SiO2＋B2O3））为2．5和2．8时，研究B2O3替代SiO2后精炼渣的熔化性能。结果表明，B2O3替代25％的SiO2后就可大幅度降低粘度，并且发现富硼精炼渣的高温熔化性能稳定，粘度值稳定在0．3～0．5Pa·s。在碱度为2．8wt进行脱硫工艺实验，当w（SiO2）=20．6％时渣剂脱硫率为80％，当w（SiO2）=10．3％，w（B2O3）=10．3％时渣剂脱硫率为91．3％，主要原因是熔化性能良好的熔渣有助于提高传质速率。     

中磷铁水同时脱磷脱硫实验室研究

针对w([P])在0.33%~0.44%的中磷铁水,在1 350℃条件下采用喷吹法对同时脱磷脱硫渣系进行了优化试验。结果表明:CaO过剩系数、氧化剂过剩系数和w(CaF_2)/w(CaO)对脱磷的影响不大,但对脱硫影响显著。综合考虑脱磷率、脱硫率和渣量,最佳渣剂组成为CaO过剩系数45%,氧化剂过剩系数15%,w(CaF_2)/w(CaO)为0.5;用B_2O_3代替CaF_2,须将w(B_2O_3)/w(CaO)控制在0.20以上。     

Effect of Additives on Melting Point of LATS Refining Ladle Slag

  To avoid slag sticking on the ladle immersion cover during the LATS refining and alloying process, the effect of Al2O3 on the melting point of the ladle slag was studied and the additives including CaF2, B2O3, Li2O, and CaO were used to decrease the melting point of the ladle slag. The melting point was measured using the hemisphere method. The results show that the addition of Al2O3 to the ladle slag increases the melting point. The fluxing action is not remarkable if only CaF2 or CaO is used as the additive. The fluxing action of the composite additive obtained by the mixing of CaO and CaF2 in the mass proportion of wCaO∶wCaF2=2∶1 is preferred. The fluxing action of B2O3 is also notable. When the B2O3 content in mass percent is in the range from 2% to 10%, the corresponding melting point is 1 380 ℃ to 1 290 ℃. The fluxing action of Li2O is the most remarkable. When the Li2O content is up to 5%, the melting point of the slag is lower than 1 300 ℃.     

钢包铸余渣作为转炉脱磷助熔剂理论及实践

针对铝酸钙系精炼钢包铸余渣代替萤石作为转炉助熔剂对脱磷效率的影响,首先利用Factsage热力学软件对比计算分析了Al2O3、CaF2作为转炉炉渣助熔剂,对脱磷产物活度及磷容量的影响规律,并在实验室硅钼炉上对脱磷效率影响规律进行了对比研究。在此基础上,研究了精炼钢包铸余渣代替萤石的替代比例及应用效果。结果表明,分别以Al2O3、CaF2作为转炉脱磷助熔剂时,二者对炉渣碱度的控制要求相当;CaF2的助熔能力明显强于Al2O3,而Al2O3能降低脱磷产物的活度,增加炉渣磷容量,相比CaF2对脱磷反应具有热力学优势;w((Al2O3))为5.0%～9.0%的炉渣达到的脱磷效率,与w((CaF2))为3.0%～6.0%时相当;用武钢铝酸钙系钢包精炼铸余渣代替萤石作为转炉炼钢脱磷助熔剂,其与萤石的替换比例为2.5∶1,冶炼过程炉渣熔化良好,转炉终点钢水脱磷率提高3.0%左右。     

LF脱硫精炼渣的发展

在对传统精炼渣的局限性进行探讨的基础上,论述了BaO、B2O3代替精炼渣中的CaO、CaF2对熔化特性和脱硫性能的影响,展望了这些替代剂的发展前景。结果表明：BaO不仅可以降低精炼渣的熔点,提高熔渣流动性,还具有较好的脱硫能力,BaO的最佳质量分数为5%~25%;B2O3在渣中的质量分数在10%以内时,可以代替CaF2,起到降低对炉衬侵蚀和对环境污染的作用。     

转炉渣用于铁水预脱磷的工艺实验

 研究了转炉渣剂的组成及相关工艺因素对铁水脱磷率的影响。结果表明：为降低转炉渣的熔化温度以适应铁水预处理温度的要求，转炉渣的CaF2添加量应控制在15%~20%；采用80%的转炉渣和20%的CaF2配制的转炉渣剂对铁水进行脱磷处理时，脱磷率可达到78%左右；另外，转炉渣剂中的P2O5能显著降低铁水脱磷率。     

Mechanism of Slag Composition Change During Electroslag Remelting Process

 The mass loss rate of CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-MgO slag system originated from ANF-6 was studied with CaF2, CaO, Al2O3, SiO2 or MgO content as variables. The method of quadratic regression orthogonal design was used for the design and analysis of the experiment. The experimental results indicated that mass loss rate of slag can be increased by 6% with CaF2 changing from 50% to 65%. Mass loss increases with SiO2, Al2O3 and MgO adding and decreases with CaO content increasing. Because of the reaction between oxide and fluoride in the slag pool, apparent mass loss of CaF2-Al2O3-CaO-SiO2-MgO slag system appears at melting point. This will cause obvious composition change of electroslag. In addition, the segregation occurs in the slag skin forming process. This is another reason causing the composition change of electroslag.     

转炉渣中氧化磷对铁水脱磷影响的研究

以转炉渣为基础渣,在实验室测定了CaF2、P2O5质量分数变化对转炉渣熔点的影响。依据测定结果,利用转炉渣配制适合铁水脱磷要求的脱磷剂进行了铁水预脱磷实验,结合相关的转炉脱磷研究结果,分析了脱磷剂中P2O5对脱磷的影响,提出了对最终外排炉渣中的质量分数要求。在1350 ℃温度条件下,w（P2O5）＝166％转炉渣为基础的脱磷剂,对预脱硅处理后的铁水,脱磷剂加入10％时可取得约77％的脱磷率。脱磷剂中w（P2O5）＜75％时可取得60％以上的脱磷率。     

CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系脱磷行为

利用Factsage软件计算了Al2O3含量对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系熔点和黏度的影响,并通过实验研究了在1 400℃时,CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系对高磷铁水脱磷行为的影响.结果表明:渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间时,随着A12O3含量的增加,渣系的熔化温度迅速降低,进一步增加渣中的A12O3含量,渣系的熔化温度逐渐增加;Al2O3对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系的黏度影响不大;渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间变化时,渣系脱磷能力变化不是很大,脱磷率维持在91％左右,进一步增加渣系中A12O3的量,脱磷率逐渐下降;Al2O3对脱磷率产生影响可能是其改变了炉渣中液相所占比例,进而影响磷从铁水中向液相渣的传质过程.     

LF精炼渣低氟化研究进展

萤石对环境的污染日益受到重视,为了减少在精炼过程中CaF2的使用量,达到精炼渣低氟、无氟化的目的,开展了相关研究。综述了铝酸钙基精炼渣的性能以及B2O3,Li2O,BaO等替代物对精炼渣熔化温度、黏度以及脱硫能力、耐火材料侵蚀的影响。已有研究表明,使用铝酸钙基精炼渣能够有效降低CaF2的使用量,并具有良好的熔化性、发泡性以及脱硫性能;B2O3,Li2O,BaO等替代物都能够降低精炼渣的熔化温度和黏度,Li2O和BaO的加入增加了渣中O2-的活度,有利于提高精炼渣的脱硫能力。此外,精炼渣黏度的降低也促进了渣金界面反应的发生以及钢液中夹杂物的吸收。     

Al2O3和Na2O对高磷铁水脱磷的影响

 在1350℃,采用无氟CaO-FetO-SiO2渣系,以少量Na2O和Al2O3作助熔剂,对磷含量0.42%(质量分数,下同)的铁水进行了脱磷热力学试验。 结果表明：Na2O和Al2O3含量分别为0.7%~3.1%和2.5%~7.9%时,脱磷率为81.4%~90.7%,lgLP为1.50~1.92,lgγP2O5在-15.6~-16.6之间,lgCP为19.9~20.5。脱磷率、lgLP和lgCP 随Na2O含量的增加而增加。lgγP2O5随Na2O含量的增加而降低。Al2O3对脱磷效果的影响与Na2O正好相反。采用半球点法对CaO-Fe2O3-Na2O-Al2O3无氟脱磷剂进行了熔点测试。 发现以Na2O和Al2O3作助熔剂均可使脱磷剂熔点降至1200℃以下,满足高磷铁水转炉脱磷温度要求。     

调质剂对 LATS 精炼渣熔点与脱硫能力的影响

为减少LATS-OB精炼浸渍罩粘渣及提高浸渍罩寿命,分别用CaO-CaF₂、CaO-B₂O₃及Li₂O作为钢包渣的调质剂进行调质实验。熔渣半球点法的熔点测试结果表明,采用CaO／CaF₂=1或2,CaO／B₂O₃=1或2和Li₂O作调质剂能显著降低钢包渣的熔点;渣-金平衡试验表明,调质后的钢包渣可使钢中的硫含量进一步降低。     

钢液氧势对钢液脱磷及回磷转变的影响

在模拟转炉出钢渣和钢液组成的基础上，采用添加Li2O的CaO-Li2o-SiO2-MnO2-MgO-P2O5-Al2O3-CaF2系还原性熔剂，对不同氧势钢液进行脱磷及回磷转变实验，测定钢液氧势变化对脱磷及回磷转变的影响。同时分别用Si，Mn对钢液脱氧，以控制钢液达不到氧势。     

碳饱和的中铬铁水的氧化脱磷研究

通过各种脱磷剂对Cr(≈10％)-Fe-Csat-P(≈0.1％)中铬铁水进行氧化脱磷实验,测定了金属中[P]随时间变化及实验渣系的脱磷率。结果表明,脱磷剂中钙系、钡系及CaO-BaO混合渣系的脱磷能力依次增加,助熔剂的作用按大小顺序为BaCl     

高铝炉渣熔化性温度的研究

由于矿石资源的变化,武钢高炉炉渣中Al2O3含量从原来的14%左右上升到16%左右,渣型结构发生了很大的变化。通过对高炉高Al2O3炉渣熔化性温度的试验研究,分析了炉渣中MgO含量、Al2O3含量及二元碱度RO对炉渣熔化性温度的影响以及配加CaF2后熔化性温度的变化。结果表明:Al2O3含量每增加1%时,炉渣熔化性温度平均提高4.4℃;MgO含量对熔化性温度的影响不大;二元碱度RO每增加0.05时,炉渣熔化性温度平均提高8℃;在炉渣中配加了CaF2后,Al2O3含量的变化对炉渣的熔化性温度影响较小。     

高钛型高炉渣中B2O3替代CaF2的作用机理

 为了提高含钛炉渣的流动性能以及促进渣铁更有效地分离,并替代对环境污染较大的CaF2资源,运用扫描电镜、黏度仪等设备在1 340～1 475 ℃温度范围内研究了B2O3及CaF2对含钛炉渣表观黏度的影响规律。结果表明,B2O3具有和CaF2相似的作用效果,均能够降低含钛炉渣的表观黏度。当B2O3及CaF2的添加量为1%时,B2O3与CaF2的替代比为1[∶]1;随着渣中B2O3添加量从0增加到3%,钙钛矿质量分数逐渐降低,富钛深绿辉石随之增加,而Ti（C,N）质量分数几乎不变。     

Effect of change of slag phase on dephosphorization of ��double- slag+slag- remaining�� steelmaking technology

The microstructure and phase constituent of dephosphorization slag of ??double- slag+slag- remaining?? steelmaking technology were observed and analyzed by SEM, part of the slag were heat treatment, and the effect of the change of slag phase on dephosphorization was studied. The research results show that the phase of dephosphorization slag A1-A3 with high dephosphorization rate are composed of calcium ferrite, complex liquid silicate phase (Ca3TiFeSi3O12, Ca54MgAl2Si16O9) and 2CaO??SiO2(C2S) solid phase solution with calcium phosphate (2Ca2SiO4??Ca3(PO4)2, Ca7(PO)4(SiO4)2), the main phase of dephosphorization slag A4 with low dephosphorization rate is liquid phase, the main phases of dephosphorization slag A5 are MnFe2O4, MnV2O4, Ca12Al14O33, little phosphorus rich calcium silicate solid phase is found in both dephosphorization slag A4 and A5; the phase of dephosphorization slag A3 changes little before and after heat treatment, but the phase of dephosphorization slag A4 changes greatly after heat treatment, which changing to liquid phase and white branches like RO phase; the dephosphorization slag of ??double- slag+slag- remaining?? steelmaking technology contain many un- dissolved CaO, but little is found in decarburization slag, the formation of C2S solid phase in dephosphorization slag plays an important role to accelerate the dephosphorization reaction.