LF精炼渣系优化及试验研究.pdf
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1、收稿日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目(、)河北省自然科学基金项目资助()作者简介:方 鸣()高级工程师.通讯作者:薛月凯 博士.精炼渣系优化及试验研究方 鸣 田 鹏 高建国 孔 超 薛月凯 李鹏举 王书桓(承德钒钛新材料有限公司 唐山钢铁国际工程技术有限公司 华北理工大学)摘 要 针对某企业 炉精炼提速后引起的个别炉次 含量超标问题 对精炼渣系优化开展了理论及试验研究 通过理论及实验 确定了适合的精炼渣成分 通过工业试验证实 炉采用上述渣系进行冶炼 可实现精炼周期缩短 精炼后钢液成分满足产品要求关键词 炉 冶炼周期 精炼渣 脱硫文献标识码:文章编号:()(.).某企业板坯铸机拉速提高后
2、 要求转炉炼钢及 精炼环节同步提速 为了提高 精炼炉的冶炼效率 对出钢渣洗、脱氧合金化及 冶炼工序底吹工艺等进行了系统优化 冶炼周期满足了生产要求 但随之带来 精炼终点钢液 含量超标炉数增多大量研究表明精炼渣成分及性能对 炉冶炼脱 具有较大影响 为进一步提高 精炼炉脱 能力 文章研究该企业所用精炼渣成分对 冶炼脱硫的影响 通过理论模拟和实验室实验对精炼渣成分进行了优化 为该企业 炉精炼渣快速脱硫提供技术支撑 精炼渣成分设计该企业精炼渣为 四元渣系 成分见表 表 精炼渣成分取样 平均 冶 金 能 源 已有学者证实 精炼脱硫以传质为限制性环节 根据企业实际 设定渣中 含量为 并利用 软件对 三元相
3、图熔点进行设计 确定 的低熔点成分范围为 的、左右的 和 的 因此 该企业精炼渣组分可进一步优化 实验室实验及结论 实验设计实验采用图 所示 高温管式炉主要研究精炼渣碱度、等因素对钢液脱硫影响图 高温管式炉 实验用渣采用精炼基础渣配加一定量化学纯试剂配制而成 所用钢锭成分见表 表 钢锭成分 实验步骤为:()将盛有 金属料的 坩埚放入内置石墨坩埚的管式炉内并通 保护 炉体以 /升温至 并恒温()按金属量 加入精炼渣 每间隔 搅拌一次钢液 加入精炼渣 后结束实验 试样水冷至常温 利用 测试钢样成分利用不同的精炼渣重复上述实验 实验结果分析 精炼渣碱度对脱硫的影响所用精炼渣成分见表 实验后钢样成分见
4、表 根据表 钢液脱硫率随精炼渣碱度的提高先升高后降低 在碱度为 时脱磷率最高 达到 根据文献 精炼渣热力学脱硫率 与渣碱度 的关系为:()当精炼渣碱度小于 时 精炼渣的脱硫率随着碱度的提高而提高 当碱度大于 时 精表 含量为 时实验用精炼渣成分渣样渣 渣 渣 渣 渣 表 含量为 时实验后钢样成分元素实验炉次脱硫率实验 实验 实验 实验 实验 冶 金 能 源 炼渣的脱硫率随着碱度的提高逐步降低精炼渣脱硫主要反应方程式:()()()()()硫容量:()()式中:为反应平衡常数 是渣中氧的活度 为渣中硫的活度系数 ()为渣中硫的质量分数、分别为()和()的平衡分压硫容量是表征精炼渣脱硫特性的重要参数
5、精炼渣碱度的提高使渣中 增大 提高了熔渣硫容量 但精炼渣碱度过高会导致 等高熔点相增加 且 含量的提高不利于 渣系发泡及精炼脱硫精炼渣中自由态 直接参与脱硫反应且实际工业生产具备较好动力学条件 根据实验结果 建议精炼渣中 含量为 并适度提高精炼渣中 含量 含量对精炼渣脱 影响实验精炼渣 含量为 成分见表 实验后钢样成分见表 表 含量为 时实验精炼渣成分渣样渣 渣 渣 渣 渣 表 含量为 时实验后钢样成分实验炉次元素脱硫率实验 实验 实验 实验 实验 根据表 随精炼渣中 含量的提高钢液脱硫率先升高后降低 当精炼渣中 含量 时 对 应 的 钢 液 脱 硫 率 最 大 达 到 渣系中 与 等高熔点物
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