转炉终渣循环利用对转炉脱磷期成渣过程及脱磷的影响

发布时间：2020-04-15 14:01

【摘要】：目前我国钢铁行业在化解产能过剩、降低成本、节约资源及保护环境等方面正承受着巨大压力。近些年,为了降低生产成本、节约资源以及降低渣量排放,国内钢铁企业开始效仿日本钢铁企业采用少渣冶炼工艺(双联法和MURC法),如宝钢BRP脱磷工艺等。少渣冶炼工艺的关键在于转炉终渣循环利用实现脱磷期高效脱磷与降低渣量,转炉终渣循环利用必然会对脱磷期成渣过程及脱磷产生影响,然而目前关于转炉终渣循环利用对脱磷期成渣过程及脱磷的影响却极少受到关注。本文在实验室内研究了转炉终渣循环利用时造渣方式对脱磷期成渣过程及脱磷的影响,为了排除造渣材料的相互干扰,首先研究留渣量一定情况下(只需加入矿石),造渣方式对脱磷效果及成渣过程的影响,之后由于铁水中Si含量波动较大,研究了石灰的加入方式对铁水脱磷的影响,最后研究了留渣量和C_2S的量对渣料一次性全部添加时脱磷效果的影响,得出以下结论:(1)实验室配制的转炉终渣与企业转炉终渣脱磷效果相似,且实验中取过程钢渣样的操作是可行的。矿石一次性全部加入后,钢渣界面氧势是3×10-13,初始渣中液相渣较多,固相渣较少,炉渣成分点由液相区进入固液共存区,且主要集中在靠近C_2S饱和线附近位置,有利于迅速析出nC_2S-C3P固溶体相,反应5min时脱磷率高达75%,脱磷效果良好;矿石分批加入后,钢渣界面氧势是3.2×10-14,初始渣中C_2S固相较多,炉渣成分点由固液共存区进入液相区,铁水中P进入渣中后向C_2S相扩散,速率较慢,脱磷率可达到64%,脱磷效果一般。(2)硅含量升至0.55%后,留渣情况下,当采用一次性全部添加操作时,反应前5min脱磷率已达72.9%,炉渣成分点主要集中在C_2S饱和线附近,在反应进行5min时渣中已生成大量2C_2S-C3P相,脱磷速率较高,脱磷效果良好;当采用分批添加和先添加石灰再分批加矿石的操作时,反应前7min脱磷率较低,分别为22.6%和27.9%,脱磷较缓慢,7min后脱磷速率才逐渐升高,最终脱磷率分别达到61.3%和56.5%,脱磷率较低,炉渣成分点过早进入固液共存区,脱磷效果不佳。当不留渣操作时,一次性全部添加可以获得较高的前期脱磷速率,但是渣样成分点始终停留在液相区,未能大量析出固溶体;分批添加时,脱磷率缓慢提升最终达到87.9%,反应7min时渣样成分点靠近C_2S饱和线,最终停留在C_2S饱和线附近;先加石灰后分批次加矿石时,反应15min脱磷率达到87.8%,前期脱磷速率较慢,炉渣成分点10min后开始靠近C_2S饱和线,最终停留在C_2S饱和区内。(3)留渣量较少时(17g/500g铁水),反应前期脱磷速率较高,但是到反应后期炉渣碱度降低会造成回磷现象。当留渣34g时,铁水脱磷率是65.4%,且脱磷速率增加较迅速。增加留渣量会使得脱磷反应的成渣路线向C_2S饱和区移动,当成渣路线靠近C_2S饱和线时,脱磷效果最佳。根据实验结果推测,如果继续增加留渣量可能会导致反应前期炉渣较难完全熔化,造成脱磷效率较低的结果。留渣中加入C_2S相可提高渣中nC_2S-C3P固溶体相的量,促使脱磷成渣路线向C_2S饱和区靠近,但是可能会出现反应前期脱磷速率较低的现象,结束脱磷所消耗时间较久。向反应中加入C_2S(6.4g/500g铁水),铁水脱磷率可达到79.6%,且反应进行前7min已基本完成脱磷。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TF713

【参考文献】