焦炭还原转炉熔渣气化脱磷研究

为解决炉渣中磷含量过高而不能直接转炉内循环利用的问题,通过实验室进行了相关热态试验,系统研究了不同温度、碱度、FeO含量、氮气流量对气化脱磷率的影响规律。试验结果表明:气化脱磷率随着温度和氮气流量的增加而逐渐升高,当温度和氮气流量分别控制在1 923 K和0.45 m~3/h时,气化脱磷率分别可达76.26%和64.57%;气化脱磷率随着碱度的降低而逐渐增加,当碱度控制为1.8时气化脱磷率可以达70.35%;FeO含量在16%～32%范围变化时,气化脱磷率随着FeO含量的增加先升高后降低,FeO含量为24%时气化脱磷率最高可以达到66.75%。为实现气化脱磷率在60%以上,应控制分别控制温度、碱度、FeO含量以及氮气流量分别为1 873 K、1.8、24%和0.45 m~3/h。     

转炉熔渣气化脱磷与循环利用工业试验

为深入研究转炉渣气化脱磷后循环利用的工艺效果,在承钢公司100 t转炉上采用焦粉进行气化脱磷试验并分析了焦粉还原P的可行性.试验结果表明：在溅渣护炉阶段添加焦粉进行气化脱磷,熔渣中先被还原的是P₂O₅,试验炉次平均气化脱磷率为36.78%;应用气化脱磷渣循环利用工艺后,试验炉次冶炼终点钢液成分合格,钢液中P质量分数呈现降低趋势;试验中吨钢的钢铁料消耗量平均降低0.04 kg,吨钢的石灰消耗量平均降低5.54 kg,吨钢的CO₂排放量降低约1 kg.     

承钢半钢熔渣气化脱磷循环利用试验研究

溅渣护炉过程加入焦末可使熔渣中P元素以气态形式脱除,在河钢集团承钢公司进行了半钢熔渣气化脱磷循环利用工业试验,研究结果表明:炼钢温度下气化脱磷初始产物以P_2气体存在;半钢熔渣气化脱磷后循环利用不会影响后续炉次的脱磷效果,试验炉次终点钢水磷质量分数均值在0.019%,满足冶炼需求;气化脱磷熔渣循环利用可减少石灰消耗约6.35 kg/t,减少比例为24.73%;气化脱磷炉渣主要物相组成为硅酸盐相、RO相,P主要富集在C_2S相(硅酸二钙)中,炉渣含有部分未反应的焦末。     

转炉热态熔渣脱磷及循环利用生产实践

为去除转炉渣中的磷,实现转炉渣在转炉内的循环利用,从而达到降低冶炼成本的目的,针对顶底复吹转炉炼钢生产,结合气化脱磷热力学理论分析,研究了不同因素对脱磷率的影响。结果表明,在炼钢温度下用碳质脱磷剂还原炉渣中P2O5是可行的,选择碳质还原剂更合理。转炉熔渣脱磷率与熔渣温度、还原剂加入量、渣中FeO质量分数存在明显关系,3个参数的取值分别为1 660～1 670 ℃、150～200 kg和20%时,熔渣的脱磷率可以达到30%以上。生产实践表明,转炉熔渣的炉内循环利用可以降低石灰消耗3.29 kg/t、钢铁料消耗2.94 kg/t、炼钢成本5.48元/t。     

转炉熔渣低温气化脱磷行为

 在低温下脱磷转炉熔渣中的磷质量分数过高往往是限制转炉渣循环利用的重要因素,因此如何有效降低转炉熔渣中磷质量分数成为众多钢铁企业迫切需要解决的重点问题之一。基于此,从理论分析和工业试验角度,并结合XRD、SEM-EDS和拉曼光谱等试验手段进一步分析研究了理论热力学条件、转炉渣熔点、矿相结构和炉渣结构对低温气化脱磷的影响。通过理论分析表明,较高温度、较低的FeO含量和碱度有利于低温气化脱磷反应。工业试验结果表明,当终点温度为1 350～1 360 ℃、转炉渣FeO质量分数为25%～35%、碱度控制为1.2～2.5时,气化脱磷率可以达到30%以上。当炉渣碱度小于1.25、FeO质量分数小于35%时,适当地提高炉渣碱度和FeO含量能促进炉渣熔点降低,进而有利于低温气化脱磷反应的发生。XRD和SEM-EDS分析结果表明,转炉渣主要由富磷相、基体相和RO相组成,其中Si、P、Ca质量分数高的Ca₂SiO₄-Ca₃(PO₄)₂富磷相的存在不利于低温气化脱磷反应发生,Fe、Mn等金属氧化物质量分数高的RO相和基体相的存在有利于低温气化脱磷。通过转炉渣拉曼光谱分析表明,当转炉渣硅氧四面体结构Qn(n=1,2,3)相对含量较低时,渣中聚合度降低,且Ca₃Si₂O₇相含量较少,炉渣流动性较好,此种渣结构有利于低温气化脱磷。通过本研究可以为钢铁企业实现脱磷转炉渣的二次利用提供借鉴。     

转炉熔渣气化脱磷时磷迁移规律研究

气化脱磷能够有效地去除熔渣中部分P2O5,扩大其磷容量.在实验室进行了焦炭还原转炉渣气化脱磷热态试验,热力学计算研究结果表明,在1540℃下焦炭会优先还原P2 O5,还原产物为可能的P2,而P2 O5的实际还原率与理论计算值基本一致.通过SEM-EDS对还原前后炉渣形貌进行分析,转炉终渣主要由C2 S相、RO相、钙铁橄...     

半钢冶炼炉渣气化脱磷实验研究

在介绍某炼钢系统工艺流程及基于溅渣过程气化脱磷原理和特点的基础上,探讨了温度、Fe O含量、碱度、氮气流量四大因素对半钢冶炼炉渣气化脱磷的影响问题。结果显示,在实际生产过程中,需谨慎选择出钢温度,可以适当提高炉渣中Fe O的含量,适当增加氮气流,使终渣的碱度适当的降低。将气化脱磷渣进行循环使用后,可减少资源、能源消耗,降低对环境影响,节约生产成本,且对后续炉次的冶炼无影响,因此值得在钢铁工业中推广实践。     

转炉气化脱磷渣用于铁水脱磷及节能减排评估研究

目前在溅渣护炉过程中进行气化脱磷是一种有效的炉渣除磷技术。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渣作为返料用于造渣脱磷的试验研究。研究结果表明,气化脱磷渣用于铁水脱磷时前期脱磷能力强,终点脱磷率低,其终点铁水脱磷率和脱磷速率分别为53.3%和0.16%/min;对比配制脱磷剂炉次可知,配制脱磷剂前期脱磷效果差,终点脱磷率高,其终点铁水脱磷率和脱磷速率分别为91.6%和0.32%/min。根据两者脱磷剂的脱磷优势采用混合配比铁水脱磷,当气化脱磷渣大比例用于铁水脱磷时出现回磷现象;当混合比例为1∶4时脱磷效果最好,终点脱磷率为64.4%。采用生命周期评价法对混合渣料比例为1∶4铁水脱磷进行CO₂减排评估,从系统边界的起点到终点预估吨钢可减排CO₂6.034～10.34 kg,吨钢可节省石灰成本1.8～3.0元。     

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。     

微波碳热还原转炉渣气化脱磷反应的宏观动力学

在1 100~1 350℃,1 000Pa,3倍碳当量条件下,采用微波加热方法对碳还原转炉钢渣的气化脱磷反应进行了宏观动力学分析。结果表明,微波加热条件下,气化脱磷率为31.0%~35.7%,该气化脱磷反应为二级反应,活化能为55.52kJ/mol,并得到了气化脱磷反应速率常数与温度的关系式,同时界面化学反应为可能的限制性环节。通过提高反应温度、减小钢渣及焦炭粒度、增大反应物料接触面积,可提高气化脱磷反应的速率。研究结果为探明微波碳热还原脱磷反应的机理及速率问题,实现转炉钢渣在钢铁企业内部的循环利用提供了理论依据。     

转炉钢渣气化脱磷反应的热力学分析及试验

转炉渣在钢铁厂内部循环使用是最便捷的钢渣二次利用途径,但目前循环利用量甚少,主要是因为钢渣中磷元素含量较高,在烧结过程中难以去除,烧结矿中的磷又经过高炉冶炼几乎全部进入铁水,造成高炉内的磷富集现象,同时又会加重炼钢过程的脱磷负担.采用Factsage 6.2分别对不添加SiO2和添加SiO2条件下钢渣气化脱磷反应的开始温度进行了热力学计算,初步探明了气化脱磷反应的温度、压力条件;在微波加热条件下将纯试剂Ca3(PO4)2与C在1 100℃、103 Pa条件下进行气化脱磷试验,通过检测反应产物验证了气化脱磷反应的可能性;并将钢渣与焦粉在同样条件下进行气化脱磷试验,保温30 min,气化脱磷率达31％.研究结果探明了钢渣气化脱磷反应的热力学条件,为实现转炉渣在钢铁企业内部的循环利用提供了理论依据.     

转炉留渣双渣工艺两阶段脱磷对比

 为了获得两阶段脱磷的关键工艺参数,通过统计100 t转炉留渣双渣工艺生产数据,比较了脱磷及脱碳阶段的脱磷有利条件,研究结果表明,两阶段脱磷条件对脱磷效果的影响规律存在显著差异,脱磷阶段炉渣碱度为1.8~2.2、Fe2O3质量分数为23%~28%、钢液温度为1 350~1 400 ℃时,可获得最优的脱磷效果;脱碳阶段炉渣碱度为3.2~5.2、Fe2O3质量分数为18%~30%、钢液温度为1 600~1 700 ℃时,提高炉渣碱度及Fe2O3质量分数或降低钢液温度可获得更优的脱磷效果;脱磷、脱碳阶段都没有达到热力学平衡,但脱磷阶段与热力学平衡差距更大,脱碳阶段更接近热力学上的平衡。     

硅还原转炉熔渣气化脱磷热力学分析

以离子理论为基础,从转炉渣脱磷热力学分析人手,计算确定了气化脱磷反应的最终产物,对转炉溅渣护炉过程中气化脱磷的热力学可行性提供了理论依据.结果表明,在转炉内还原炉渣气化脱磷是可行的.并讨论了温度、碱度、FeO含量、流动氮气等因素对炉渣气化脱磷产物平衡分压的影响.     

260t复吹转炉单渣深脱磷工艺研究与实践

基于260 t复吹转炉进行单渣深脱磷工艺研究,优化了吹炼制度、造渣制度、温度制度等影响转炉脱磷效果的关键控制参数,并采取挡渣出钢、低磷合金及顶渣改质等控制回磷措施,实现复吹转炉单渣法出钢平均w(P)=75×10<'-6>,成品平均w(P)=98×10<-6>的目标.     

含磷钢渣碳热还原脱磷及资源化利用的研究现状

摘要：针对脱磷转炉渣中磷资源高效回收及其资源化利用过程中存在的问题,系统总结了含磷钢渣除磷方式及其应用优缺点,并着重总结了不同条件（炉渣温度、炉渣碱度、钢渣中FeO质量分数、碳当量、底吹气体流量、冶炼时间等）对碳热还原气化脱磷的影响规律。同时,以应用前景较好的碳热还原气化脱磷方法为基础,提出了脱磷转炉渣在碳热还原气化脱磷过程磷的流向规律,展望了渣中磷资源回收制备磷铁及其循环利用模式。这为实现渣中磷资源高效回收及处理后残渣资源化利用提供重要研究基础和方向。     

高磷钢渣气化脱磷影响因素的实验

 在脱磷剂种类和配比一定的条件下,借助微型烧结实验手段,研究了碱度、温度、配碳量和磷含量等因素对高磷钢渣气化脱磷率的影响规律。研究发现,碱度升高,钢渣气化脱磷率降低,温度升高,钢渣气化脱磷率升高;随着配碳量增加,钢渣气化脱磷率先升高后降低,磷含量增加,钢渣气化脱磷率升高,当磷含量达到一定水平后,磷含量对气化脱磷率的影响减弱,并最终确定了各因素的最佳状态。     

转炉脱磷渣物相结构对脱磷的影响

通过采用热力学软件 Factsage 6.4、SEM、EDS、XRD,并结合红外和拉曼实验手段分析研究了一次倒渣和终点炉渣物相结构.结果表明：一倒渣和终渣的黏度均随着温度的升高而降低.温度相同时,一倒渣的黏度较高,但熔点低于终渣.低温时形成的液相较多,更有利于脱磷反应的进行.炉渣 Si、Ca、P 元素富集的区域,形成的矿相主要为2CaO?SiO2-3CaO?P2 O5固溶体相,对脱磷较为有利;而 Fe、Mn、Mg 和 O 元素富集的区域,形成的物相主要为铁氧化物和RO相,炉渣脱磷能力脱磷较差.红外和拉曼分析结果表明：一倒渣和终渣都形成SiO4四面体单元,一倒渣主要以Si-O-Si键为主,而终渣主要以P-O-P键为主.硅酸盐网状结构单元结构越多,对脱磷越有利.