钛微合金钢的合金化工艺实践

含钛钢冶炼采用钛铁、钛线合金化冶炼实践及热力学分析表明,钛的氧化反应造成钛收得率降低,钢液中一定的Al含量可提高钛收得率。通过48炉次试验分别对两个钢种、两种合金化方式和两种工艺路径(EAF和BOF)进行钛收得率考察,钛总收得率72.66%～87.17%,目标钛含量高的钢种(钢种Ⅱ,0. 05%Ti)钛总收得率(79.84%～84.66%)高于含量低的钢种(钢种Ⅰ,0.02%Ti)钛收得率(72.66%～87. 17%);钛铁合金加入钛的收得率67.34%～72.76%,低的出钢氧化性可以提高钛的收得率;钛线喂入钛的收得率78.62%～85.12%,钛铁加钛线合金化方式由于喂线前炉渣中钛化合物抑制了钛的渣-钢钛氧化反应,喂线环节钛收得率(83.49%～85.12%)明显高于单独加钛线合金化钛收得率(78. 62%～79.54%);熔渣中的钛在真空处理环节可以部分还原进入钢水,由于VD环节渣-钢还原动力学条件有利于钛的还原,钛还原率(28.05%～44.04%)明显高于RH真空处理顶渣钛还原率(<4%)。钢种Ⅰ及钢种Ⅱ冶炼钛合金化采用LF喂钛线+VD工艺路线较其它方式更为经济。     

高碳铬铁和氧化钼直接合金化冶炼过程热力学分析

基于直接还原理论,对高碳铬铁和氧化钼直接合金化冶炼过程进行了热力学分析。在共同作用理论基础上,建立了CaO-SiO2-FeO-MoO3-Cr2O3渣系活度计算模型,分析了铁液和熔渣中各组元活度及对氧化钼直接还原合金化过程的影响。结果表明:在高碳铬铁铁液中饱和[C]和外配还原剂焦炭的作用下,将氧化钼直接合金化得到一种碳素铬钼铁合金是完全可行的。MoO3在熔渣中活度很小,还原率高;高碳铁液中C、Cr元素有效降低了合金中Mo的活度,保证了Mo具有较高收得率,为铬钼铁合金的冶炼提供了理论依据。     

转炉终点渣钢间锰平衡状况分析

为了推广锰矿直接还原技术在转炉内的使用,对转炉终点条件下锰矿的热分解、熔融还原和渣钢间平衡状态进行了分析。利用热力学分析方法讨论了国内外转炉锰矿直接合金化锰的平衡状态。结果表明,在转炉终点时刻,锰矿以MnO形式存在于渣中;锰在渣钢间的平衡主要以铁、锰竞争氧化的形式存在;理论计算锰分配比和实践生产数据有相同的趋势,且计算值大于实践生产数据;高温、高碱度、高w([C])、低w((TFe))可以降低锰分配比;渣量越小,锰收得率越高。此外,讨论了进一步提高转炉锰收得率的控制工艺。     

转炉终点钢水残锰质量分数及其影响因素分析

通过对转炉终点生产数据和铁水成分的统计分析,研究了影响转炉终点钢水残锰含量的因素及其变化规律。研究表明,转炉终点碳含量和铁水硅含量对转炉终点钢水残锰含量及其收得率影响最大;提高转炉终渣碱度和终渣FeO含量对转炉终点钢水残锰含量及锰收得率产生不利影响。铁水初始锰含量升高有利于提高转炉终点钢水残锰含量,但锰的收得率反而下降;在高拉碳条件下转炉终点钢水温度对锰收得率的影响不明显。     

转炉锰矿直接合金化生产实践

在100 t顶底复吹转炉上使用锰矿自还原压块进行直接合金化工业试验中,并对冶炼过程中钢水和炉渣进行取样分析。研究表明:在采用锰矿自还原压块进行转炉直接合金化时,金属锰的收得率平均为65.17%,但有较大波动;提高转炉终点[C],减少转炉渣量,降低炉渣氧化性可有效提高金属Mn的收得率;当按15 kg/t配入团块,转炉终点温度平均降低18℃,未对转炉的正常冶炼造成影响。     

100t转炉冶炼钒钛铁水高效脱磷机理分析与生产实践

基于转炉出钢过程回磷机理分析与控制措施,通过现场取样、数据采集、模拟试验及利用FactSage软件分析了转炉冶炼过程脱磷机理,研究探讨了渣中FeO含量、TiO2含量、SiO2含量、终点温度、熔渣碱度、底吹搅拌对脱磷的影响。研究结果表明,结合首钢水城钢铁集团公司生产实践,控制终点温度在1 630~1 645℃、终渣FeO质量分数低于15%、SiO2质量分数为13.4%、碱度为3.5时,可促进富磷相C2S的生成和稳定存在,使脱磷率达84.42%及以上。同时,可高效控制熔渣含Ti量对熔渣脱磷效果的影响。维护较好的底吹效果可促进化渣,有效控制冶炼前期渣-钢界面温度在合适范围以促进脱磷,但较好的控制前期脱磷反应与脱碳反应的进行还存在一定技术难度。     

提高钒铌元素收得率的转炉冶炼脱氧工艺探讨

分析了转炉冶炼过程中钒铌元素的氧化特征、钢水中钒铌与碳元素的选择性氧化原理和钒铌微合金化建筑螺纹钢的脱氧工艺。为了提高钒铌元素的收得率,对转炉冶炼脱氧工艺进行了以下优化:转炉冶炼采用顶底复吹,提高终点碳命中率,有效挡渣出钢,钢包内脱氧剂以硅锰合金为主,钒合金化选用氮化钒铁,铌合金化选用50铌铁,钒铌合金在钢水脱氧后直接加入钢包,采用钢包吹氮精炼钢水。     

60t AOD兑脱磷铁水一步法冶炼0Cr12Mn15NiCuN不锈钢的工艺实践

邢钢一步法冶炼不锈钢的流程为铁水脱磷-扒渣-AOD-LF-CCM。分析了还原渣碱度1.5~2.2对锰收得率的影响和0Cr12Mn15NiCuN钢中氮含量对吹氩脱氮量的影响,得出控制炉渣碱度2.0~2.3可使锰收得率97%以上,在脱碳期和还原期吹氮,还原期结束后58 t钢水吹人60~80 m~3氩气,可使钢液中氮含量控制在0.18%~0.25%。60 t AOD生产结果表明,与"电弧炉+AOD"的两步法生产模式相比,采用脱磷铁水直兑AOD的一步法模式生产0Cr12Mn15NiCuN钢的总成本降低约500元/t。     

基于BP神经网络的合金收得率预测模型

脱氧合金化是转炉冶炼工艺的最后一步,钢液内合金成分含量控制是否精确直接影响着精炼工序的冶炼难度与冶炼周期。合金收得率是转炉合金工人配加合金时的重要参考标准,关于合金元素收得率判断的准确性直接影响着钢水成分稳定性与生产成本。应用神经网络算法,建立了以终点温度、终点氧含量、终点硅含量为变量的合金收得率预测模型,对所建立的模型性能进行了研究,对模型预测结果进行了测试,证实模型运行准确可靠,能够为生产冶炼作出指导。     

转炉采用氧化钼直接合金化冶炼含钼钢技术

采用氧化钼代替钼铁直接合金化冶炼含钼钢可减少钼铁生产流程、降低成本，但氧化钼的高温挥发特性阻碍了氧化钼直接合金化技术的应用。为保证转炉采用氧化钼合金化过程取得较高的钼收得率，研究了转炉吹炼不同阶段氧化钼还原反应的热力学机理，发现炼钢温度下金属液中各元素可作为还原剂与氧化钼产生还原反应，吹炼前中期熔池中还原剂含量高，氧化钼挥发率低，此时加入氧化钼可获得较高的钼收得率。分析了氧化钼反应动力学环节，发现反应限制性环节为还原剂向氧化钼表面的扩散。在此基础上进行了高温试验，结果表明氧化钼合金化的冶金效果优于钼铁，吹炼前中期金属液中[C]、[Si]含量较高，此时进行氧化钼合金化钼收得率在95%以上。对成品钢中的夹杂物进行了分析，夹杂物主要为硫化物和氧化铝，采用氧化钼合金化不会增加钢中夹杂物。研究结果为炼钢过程采用氧化钼直接合金化冶炼含钼钢提供了理论和技术支撑。     

CaO SiO2 V2O3三元系活度模型及其应用

 根据熔渣结构的分子离子共存理论建立了CaO SiO2 V2O3三元系活度模型，应用该模型对用钒氧化物矿代替钒铁直接合金化冶炼高速钢的工艺过程进行了热力学计算和分析。 结果表明：在高温下，SiC比Si、C的还原性能强。SiC和Si与V2O3反应时渣钢间V的分配比随碱度的提高而下降，而C与V2O3反应时渣钢间V的分配比随碱度变化不大。Si和C与V2O3反应时渣钢间V的分配比随Si、C含量的提高而下降。     

Parameters affecting manganese oxidation in top blown basic oxygen converter

The data obtained from 84 heats carried out in a 90-t top blown basic oxygen converter were used to study the effects of slag composition and temperature on the activity coefficient and activity of manganous oxide in the slag as well as on the manganate capacity and the manganese distribution between slag and metal. In addition, the dependence of manganese activity in the metal on the concentration of maganese and temperature was also investigated. The present study carried out in wide ranges of temperature, 1350–1690°C, and slag basicity expressed as (CaO)/(SiO₂), 1.4–10.6, clarifies the dependence of MnO activity coefficient mainly on temperature. The activity coefficient of MnO increases by decreasing the temperature. On the other hand, activity of MnO increases by increasing MnO concentration and temperature. Both activity coefficient and activity of MnO in the slag slightly increase by increasing the slag basicity. At constant temperature, the activity of Mn in the molten metal varies linearly with Mn concentration and tends also to increase with increasing temperature at constant Mn concentration. The increase in manganese activity by increasing Mn concentration is much steeper at high temperatures. The manganate capacity as well as manganese distribution ratio decrease with increasing temperature at constant basicity and tend also to slightly decrease with increasing slag basicity at constant temperature. Equations describing the parameters affecting activity coefficient and activity of manganous oxide in the slag, manganese activity in the metal, manganate capacity and manganese distribution ratio have been derived.     

09Mn2铁路罐车专用钢板的研制与生产

按照ｏ９Ｍｎ２钢板的使用性能要求，冶炼特点是终点温度高，终点碳低，钢水氧化性强，出钢前做Ｃ、Ｓ、Ｍｎ分析，挡渣出钢，吹氩搅拌；脱氧合金化使用中碳锰铁；使用新型复合肥氧剂ＳｉＢａＡＩＦｅ、ＳｉＢａＣａ合金。连铸工艺采用Ａｌ－Ｃ质伸入水口和颗粒保护渣，合理制定轧制工艺制度。产品性能稳定，外观质量好。     

四元渣系CaO-FeO-SiO2-V2O3的活度模型及应用

根据分子离子共存理论建立了CaO-FeO-SiO2-V2O3四元渣系活度计算模型.计算结果表明,渣中V2O3的活度系数与实测值吻合.V2O3活度系数的影响因素主要为炉渣碱度和渣中氧化铁含量.冶炼含钒合金钢时,钒的收得率主要与冶炼钢种成分、炉渣成分和渣量有关,其中炉渣氧化铁的活度和渣量对钒的收得率影响显著.对于钒铁、V2O5和钒渣等合金添加剂用于冶炼含钒合金钢的计算表明,钒铁收得率最高,而钒渣的收得率最差,且只能用于冶炼微钒合金钢种.     

GCr15轴承钢LF精炼过程脱硫能力的热力学评价

通过现场取样分析和热力学计算,评价了工业化生产GCr15轴承钢LF精炼工序的脱硫能力.分析了精炼温度、钢中酸溶铝含量、精炼渣的光学碱度对LF精炼过程硫分配比的影响.由于实际精炼过程中脱硫反应未达到平衡,实际测得的硫分配比低于理论计算值.得到了精炼温度为1 830～1 855 K,钢中酸溶铝的质量分数为0.020％～o.050％,精炼渣光学碱度在0.760～0.795范围内,精炼温度、钢中酸溶铝、渣的光学碱度及渣中Al2O3、SiO2含量对硫分配比影响的回归方程,该方程可作为实际生产条件下LF精炼工序脱硫能力的评价依据.根据回归方程,设计了改变精炼渣组成的3因素4水平正交实验,分析了精炼渣二元碱度R2及Al2O3和SiO2含量对硫分配比的影响,得出渣-钢间最优硫分配比的精炼渣组成(质量分数)为:CaO 55.11％,Al2O3 30％,SiO26.89％,MgO 8％,光学碱度为0.777.     

Effect of BaO,Basicity and Temperature on Manganese Distribution between Slag and Hot Metal in Blast Furnace

Daily average data obtained on the 1033 m³ blast furnace No.3 of the Egyptian Iron and Steel Company (EISCO) were used to investigate the effects of BaO, basicity and temperature on the activity coefficient and activity of MnO in the slag as well as on the manganate capacity and manganese distribution between slag and metal. The activity coefficient was estimated by using the regular ionic solution model. Both activity coefficient and activity increase with increasing basicity and BaO content of the slag. The activity, manganate capacity and manganese distribution ratio are largely dependent on temperature and change only slightly with the basicity. The relative partial molar enthalpy of solution of MnO in the slag is 107 kJ/mol. The relationship between activity and concentration of MnO in the slag is linear over the whole ranges of temperature (1400 to 1450°C) and basicity, (CaO/SiO₂ = 0.61‐0.95). The concentration dependence of manganese activity in hot metal is also linear and the activity coefficient of Mn in hot metal is 0.51. The distribution ratios calculated by using the concept of manganate capacity were correlated with the relevant values obtained from the slag and metal analyses. The calculated partition ratios are in agreement with the observed values. In all cases, empirical equations have been derived.     

转炉炼钢脱磷影响因素的分析

磷在钢中作为一种有害元素,必须在冶炼过程中将其去除。脱磷是转炉冶炼最重要的任务之一。低磷钢的冶炼对转炉冶炼工艺提出了更为严格的要求。在理论分析的基础之上,通过对实际生产中数据的汇总,分析了温度、炉渣碱度、碳含量炉渣氧化性、留渣操作及双渣操作等因素对转炉脱磷效果的影响,为提高天钢转炉的脱磷效果提供了参考。结果表明,保持相对较低的熔池温度、造高碱度的炉渣、保持一定的炉渣氧化性以及留渣和双渣操作等,都有利于脱磷反应的进行。     

提高炉渣中MnO向钢中传递的试验

 为了提高锰矿直接合金化锰的收得率,根据热力学分析结果确定了降低渣钢间锰分配比的影响因素。分析结果表明,提高温度和碳的活度是降低渣钢间锰分配比的必要条件。由此设计了感应炉试验方案,并进行了试验研究。结果表明,精炼渣在配加还原剂的情况下锰矿直接合金化锰平均收得率为90.8%,碳化硅作为还原剂在配碳量为1.2～1.4时,锰分配比最低;高温、高碳质量分数可以有效降低渣钢间锰分配比,底吹强度、锰矿加入量等工艺参数对锰矿直接合金化的效果有影响,应控制工艺避免锰矿石和还原剂的加入对钢中磷、硫产生的不利影响。     

铬矿熔融还原不锈钢直接合金化的热力学分析

 针对铬矿熔融还原法不锈钢直接合金化工艺中的热力学问题，利用热力学参数状态图、化学反应等温方程式等进行了理论分析和计算，为在转炉中用铬矿实现钢的直接合金化的热力学可行性提供了理论依据。结果表明：转炉内用铬矿熔融还原直接合金化是可行的，且必须外加还原剂；增加渣中(Cr2O3)含量，适当提高碱度，可以降低(Cr2O3)开始还原温度；渣中铬氧化物以(CrO)形态存在时，开始还原温度较低；(FeO)含量越低，(Cr2O3)开始还原温度越低。     

Activity model and its application in quarternary system CaO-FeO-SiO2-WO3

 The activity model of CaO-FeO-SiO2-WO3 quarternary system was established according to the coexistence theory of slag structure and the reduction thermodynamics of scheelite was discussed by applying this model. The activities of SiO2 and WO3 decrease, while that of CaO increases with increasing the basicity of slag. Among SiC, [C] and [Si] reactants, the reducing capability of SiC is the strongest, while that of [C] is the poorest at a high temperature (about 1873 K). It is advantageous to increase the yield of tungsten by increasing the content of [Si] or [C]. Oxidizability of slag has a significant effect on the yield of tungsten. Controlling of basicity and oxidizability of slag can prevent the oxidation loss of tungsten.