基于高硅铁水的转炉冶炼技术研究

发布时间：2022-02-20 05:02

　　本文通过对[Si]>1.5%高硅铁水的转炉双联冶炼技术分析及工艺优化、0.8%<[Si]<1.5%高硅铁水的转炉双渣法冶炼工艺以及转炉双联脱硅炉冶炼高硅铁水的炉衬保护的研究,解决了 COREX炉生产的高硅高磷铁水难以适应转炉生产的问题。针对[Si]含量大于1.5%的高硅铁水,提出了分别脱硅和脱碳脱磷的转炉双联工艺。研究了脱硅炉内的碳硅氧化反应,建立了半钢碳、硅含量预报模型,明确了脱硅炉熔池碳硅选择氧化反应温度在1550℃左右,熔池高于此温度则促进碳的氧化,导致脱碳炉热量不足;同时高于此温度的铁水进入脱碳炉中,会造成冶炼初期碳氧化,导致成渣困难以及大量气体生成造成溢渣或喷溅。为保证脱碳炉的正常冶炼,提出了将脱硅炉终点[Si]含量控制在0.5～0.7%之间,温度控制在1500℃以下的工艺措施。为解决脱硅炉渣中的45%（SiO2）含量对渣铁分离影响,提出了控制脱硅炉的合理渣碱度为1.0-1.2。为保证脱碳炉高的前期脱磷率,采用留渣操作、适当减少第一批渣料加入促进初期渣形成。综合考虑铁水温度、碳含量、硅含量及半钢温度对废钢加入量的影响,开发了脱硅炉废钢加入量控制模型。通过上述... 

【文章来源】：北京科技大学北京市211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 铁水脱硅工艺分析
        2.1.1 COREX炼铁铁水硅含量高的原因
        2.1.2 脱硅反应机理
        2.1.3 不同工艺脱硅能力的分析
    2.2 高硅含量铁水对转炉脱磷的影响
        2.2.1 高硅含量铁水对转炉冶炼的影响
        2.2.2 转炉脱磷工艺
        2.2.3 高硅含量对铁水脱磷的影响
    2.3 转炉炉衬保护研究
        2.3.1 影响转炉炉衬寿命的因素
        2.3.2 炉衬侵蚀机理
        2.3.3 溅渣护炉工艺
    2.4 课题研究背景和研究内容
        2.4.1 课题背景
        2.4.2 课题研究内容
3 高硅含量铁水转炉双联法冶炼工艺分析
    3.1 高硅含量铁水转炉双联冶炼工艺流程及特点
        3.1.1 高硅含量铁水特点及对炼钢过程的影响
        3.1.2 高硅含量铁水冶炼的转炉双联工艺特点
    3.2 高硅含量铁水冶炼的转炉双联工艺分析
        3.2.1 脱硅冶炼过程供氧控制
        3.2.2 脱硅冶炼过程温度控制
        3.2.3 半钢冶炼终点控制及其对后续操作的影响
    3.3 高硅含量铁水冶炼对转炉生产成本影响
        3.3.1 高硅含量铁水对转炉冶炼时间的影响
        3.3.2 高硅含量铁水对转炉辅料消耗的影响
        3.3.3 高硅含量铁水对钢铁料消耗情况
    3.4 本章小结
4 高硅含量铁水转炉双联冶炼工艺研究
    4.1 转炉双联脱硅炉的元素氧化
        4.1.1 转炉熔池界面反应分析
        4.1.2 脱硅炉熔池界面反应
        4.1.3 脱硅炉半钢碳硅预测模型建立
    4.2 脱硅炉冶炼造渣制度研究
        4.2.1 炉渣成份对其物相影响的研究
        4.2.2 炉渣成份对渣铁分离影响研究
        4.2.3 脱硅炉合理渣系研究
    4.3 转炉双联脱硅法合理废钢比研究
        4.3.1 废钢加入量理论分析
        4.3.2 铁水条件对废钢加入量的影响研究
        4.3.3 半钢温度对废钢加入量的影响研究
    4.4 双联脱硅法工艺优化效果
    4.5 本章小结
5 高硅含量铁水的转炉双渣法冶炼工艺
    5.1 基于高硅高磷铁水的转炉冶炼前期熔池反应分析
        5.1.1 双渣法前期炉内反应研究
        5.1.2 转炉冶炼前期[Si]、[C]选择氧化分析
        5.1.3 供氧量与元素氧化之间的关系
    5.2 基于高硅含量铁水的转炉双渣脱磷研究
        5.2.1 双渣法冶炼前期炉内成渣机理分析
        5.2.2 成渣及脱磷机理研究
        5.2.3 前期合理利用炉渣成份研究
    5.3 基于高硅含量铁水的转炉双渣工艺优化
        5.3.1 双渣法一次倒渣控制技术研究
        5.3.2 双渣法终点控制研究
        5.3.3 双渣法脱磷工艺控制模型
    5.4 本章小结
6 基于高硅铁水冶炼的炉衬保护研究
    6.1 脱硅炉冶炼过程中炉衬侵蚀研究
        6.1.1 转炉脱硅过程对炉衬厚度的影响
        6.1.2 脱硅炉炉衬侵蚀研究
        6.1.3 脱硅炉炉衬侵蚀机理
    6.2 基于炉衬保护的炉渣成份优化
        6.2.1 炉渣碱度对熔化温度及渣相的影响
        6.2.2 (FeO)含量对熔化温度及渣相的影响
        6.2.3 (MgO)含量对熔化温度及渣相的影响
        6.2.4 碱度对炉渣MgO溶解度的影响
    6.3 双联脱硅炉溅渣枪位优化实验
        6.3.1 实验的相似原理简介
        6.3.2 实验模型原理
        6.3.3 溅渣实验结果分析
    6.4 合理溅渣操作对炉衬侵蚀情况分析
    6.5 本章小结
7 结论
8 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]初始条件对铁水预处理脱磷的影响[J]. 杜晓建,牛爱兵.  山西冶金. 2017(04)
[2]转炉炼钢终点控制技术应用现状[J]. 冯士超,王艳红,丁瑞锋.  冶金自动化. 2016(02)
[3]转炉终渣氧化性对脱磷的影响[J]. 韩啸,李晶,胡晓光,周朝刚,张红余,果超.  铸造技术. 2015(02)
[4]复吹转炉双渣深脱磷工艺实践[J]. 胡晓光,李晶,武贺,周朝刚,蔡可森,吴国平.  北京科技大学学报. 2014(S1)
[5]转炉双渣脱磷一次倒渣温度研究[J]. 周朝刚,李晶,武贺,蔡可森,吴国平,曹余良.  钢铁. 2014(03)
[6]2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固溶体形成机理[J]. 苏畅,于景坤,王洪章.  东北大学学报(自然科学版). 2013(10)
[7]转炉高拉碳法冶炼中高碳钢技术[J]. 纪瑞东.  世界钢铁. 2013(02)
[8]130t转炉脱磷初步生产实践[J]. 张渊普,李媛,李献忠.  武钢技术. 2011(03)
[9]180t复吹转炉单渣法深脱磷工艺的研究[J]. 万雪峰,李德刚,曹东,廖相巍,赵刚,贾吉祥.  鞍钢技术. 2011(02)
[10]210t顶底复吹转炉溅渣护炉模拟研究[J]. 廖广府,陈敏,李光强,张浩,肖尊湖,苏风光.  过程工程学报. 2011(01)

硕士论文
[1]低磷钢生产的磷控制技术研究[D]. 刘鹏飞.东北大学 2011
[2]COREX熔融气化炉工艺计算及煤粉在炉内燃烧行为研究[D]. 贾国利.重庆大学 2007



本文编号：3634370