转炉留渣双渣工艺倒渣及脱磷应用基础研究
发布时间：2020-03-29 15:16
【摘要】：当前,中国钢铁工业面临产能过剩,行业利润微薄,环境污染严重等问题。转炉留渣双渣工艺使用上炉终渣替代本炉部分石灰,相对传统单、双渣工艺能大幅降低转炉石灰消耗,这对于降低转炉生产成本,并减少钢渣排放带来的环境污染等问题具有重要意义。该工艺冶炼过程分为脱磷及脱碳两阶段,脱磷阶段需要完成脱除大部分磷并将脱磷渣从炉内倒出的双重任务,其中炉渣泡沫化是将脱磷渣从炉内倒出的主要手段,脱磷阶段倒渣和脱磷是整个留渣双渣工艺的关键环节。因此,本文重点研究了脱磷阶段炉渣泡沫化及脱磷相关理论,为认识和完善留渣双渣工艺倒渣及脱磷技术提供指导。通过统计50t转炉留渣双渣工艺大量生产数据,进一步明确了脱磷阶段结束倒渣量、倒渣铁损,脱磷阶段脱磷是留渣双渣工艺开发过程中的关键难点,为相关理论研究提供了依据。在50t转炉脱磷阶段结束倒渣现场取样,并统计泡沫渣电镜照片,研究表明：泡沫渣由气泡、渣相、铁珠组成。泡沫渣至上而下气泡数量逐渐增加,气泡尺寸及孔隙率逐渐减小,气泡球形度多集中在0.9～1.0。通过分析泡沫渣形成过程,提出了获得更大倒渣量的有利条件：减少泡沫渣的析液时间即快速倒渣,同时增加碳氧反应速率。针对倒渣铁损过大,泡沫渣中含有大量铁珠等问题,使用水/硅油界面模拟了气泡穿越钢/渣界面气泡夹带行为,研究表明：增加炉渣粘度及减小气泡尺寸,有利于降低气泡夹带率。回归相关参数后,得到了气泡夹带率(M)计算公式,M=4.6Eob2.57(ηs/ηd)-0.75(ps/pd)-5进一步探讨气泡夹带机理表明：大尺寸液滴主要由高速运动的球冠形气泡夹带,而小尺寸液滴则主要是由运动速度较慢的锥球形气泡夹带。Factsage热力学理论计算及热态试验结果表明：脱磷渣中物相主要由富磷相、富铁相及基体相组成,碱度在1.5～2.5时,处在硅酸二钙初生区内,随着炉渣碱度的降低,2Ca0.SiO2析出量略微减少,从而使富磷相中磷含量增加,有利于转炉脱磷：当碱度1.5时,处于CaSiO3初生区内,2CaO·SiO2相析出量显著减少,不利于转炉脱磷,结合提高碱度有利于渣钢脱磷反应的传统脱磷理论,适宜的脱磷渣碱度范围为1.5～2.5。50t转炉生产优化试验表明,对于倒渣环节,通过倒渣前0.5～1min批量加入矿石2～6kg/t来提高碳氧反应速率,并将倒渣时间控制在3min以内,使倒渣量增加了32.6%。对于脱磷环节,脱磷阶段：吹氧时间、温度、炉渣碱度、Fe2O3含量控制区间分别为4-6min、1350～1400℃、1.6～2.2、20-25%。脱碳阶段,温度在1610～1700℃、炉渣碱度在3.2～5.2、Fe2O3含量在17～30%之间时,降低温度、提高碱度及Fe2O3含量有利于脱磷,根据钢种脱磷需求合理控制脱碳阶段炉渣成分及温度。工艺优化后,转炉终点平均脱磷率达到了92.7%,吨钢石灰消耗下降了30.3%,钢铁料消耗降低了0.55%。
【图文】：
气泡拓扑结构发生变化。最后，大气泡越来越大，整个泡沫的平均直径逐渐逡逑X椉印Ｔ谘芯颗菽莼讨校善私峁沟谋浠且桓鲋匾目翁狻Ｄ垮义锨埃系睦砺劢鼋鱿抻诙榭觯ǎ裕焙停裕补蹋簦椋椋蟆椋祝缤迹玻保薄㈠义希玻保菜荆裕惫淌桥菽莼讨芯植堪仄私峁沟闹嘏牛唬裕补淌清义嫌捎谄莺喜⒌贾碌男∑莸南Ч蹋岬贾掳仄私峁沟谋浠ｅ义侠В玻保卞澹裕惫蹋ǘ╁义希隋义锨桑玻阱澹裕补蹋ǘ╁义希玻矗义
本文编号：2606149
【图文】：
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