基于BOF-RH-CC流程的中合金钢洁净度控制技术研究
发布时间：2022-04-27 22:27
基于BOF-RH-CC冶金流程生产10CrNi3MoV中合金钢,面临转炉冶炼效果、全程洁净度控制及质量和性能稳定性等系列技术、控制方面的难点,本论文以现有80t转炉为核心的工艺设备条件为基础,综合应用理论分析、物理模拟、工业化试验及全面的检测检验手段,研究了氧枪结构及复吹工艺、双渣法深脱磷、RH处理过程同时脱硫、脱气以及不同包芯线处理对夹杂物变性等方面的内容,基于中间包自动开浇等自动控制技术的集成应用,实现高质量连铸和轧制热处理,并探讨了夹杂物与成品钢板韧性之间的关系,得出的主要研究结果和结论如下:（1）为强化转炉冶炼过程,通过水模型研究实现了转炉氧枪喷头结构优化,将4孔氧枪的喷孔倾角从12°扩大至13°并相应调整了底吹透气砖的布置方式,有效提升了转炉冶炼总体效率和脱磷效果。在此基础上,采用双渣法深脱磷工艺,回归得到冶炼第一渣终点钢液中[C]和[P]的关系式:[P]=0.00267×[C]2.0172,脱磷率达到70%以上,在出钢温度1650℃～1680℃的条件下,结合合理的后搅拌操作,10Cr Ni3Mo V中合金钢冶炼终点磷、硫含量分别可控制在0.0072%、0.0050%以下。（...
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
转炉双渣法冶炼工艺流程示意图
愀忠毫缀?看锏?0.007%以下的目标，满足冶炼低磷钢的要求。（3）双联法双联法脱磷冶炼工艺即采用两座转炉联合作业，一座脱磷，另一座接受来自脱磷炉低磷铁水进行脱碳的工艺技术。国外双联法脱磷技术的发展主要以日本为代表，其中应用比较广泛的为如前所述的JFE的LD-NRP法、SRP工艺和新日铁的LD-ORP、MURC等几种工艺。国内最高开发双联法脱磷工艺技术的是宝钢集团[15]，该公司2002年开始进行以BRP技术的研究与开发，经数年研究与实践，集成了宝钢自有知识产权的BRP双联炼钢工艺技术，形成了一系列知识产权，其工艺流程如图1.2所示：图1.2宝钢BRP工艺流程示意图Fig.1.2SchematicdiagramofBRPprocessinBaosteelBRP技术在宝钢一炼钢率先实现，该厂3座300t转炉的双联法设备配置与工艺布置与传统转炉炼钢车间基本一致，每座车间均同时具备脱磷和脱碳功能，可采用双联法冶炼，也可以采用常规的单炉冶炼，根据钢种需要和铁水情况灵活切换。宝钢BRP的过程可简化总结如下：在脱磷炉使用300t的顶底复转炉，底吹供气强度为0.03~0.25m3/（tmin），脱磷吹炼时间10~12min。在脱碳炉保持同样的底吹条件，使用含锰大于32%的锰矿，加入量为5~15kg/t，吹炼时间少于15min。试验结果表明：在脱磷炉中，影响脱磷的主要因素有底吹气体强度、炉渣碱度、温度和铁水硅的质量分数等，脱磷炉中铁水的脱磷率达到84%以上，平均磷的质量分数低于0.015%，脱碳炉的脱磷率达到48%以上，冶炼终点磷的平均质量分数为
武汉科技大学博士学位论文10是基于MFB改进而来的技术，由Messo公司开发，宝钢实现了工业应用；二是喷粉功能，也有RH-IJ（新日铁大分厂）、RH-PB（新日铁名古屋厂）、RH-PTB（住友金属）、MESID等。RH主体技术设备和原理如图1.3所示：图1.3RH工作原理示意图Fig.1.3StructureandprincipleofRHprocess1.3.2RH处理过程的特征参数1.3.2.1循环流量如前所述，RH处理是基于钢液在RH真空室内的循环而实现的精炼过程，则单位时间内通过真空室的钢液流量，即循环流量，就成为了衡量RH精炼过程效率的最重要技术参数。RH循环流量对整个处理体系内钢液的运动状态、混合特性以及停留时间等都具有决定性作用，而钢液的运动状态和平均停留时间等参数又决定着该体系的能量传输和物质传输特点，所以最终影响着RH精炼的效率和效果。因此，针对循环流量的研究和测定是RH处理过程研究最基础的工作之一。从RH投入工业化应用至今，许多研究者都将环流量的测量作为研究工作的关键并开展了较多的研究实践。目前，已形成了如下几种常用的循环流量测量方法[29-33]：第一种是示踪剂测量法；第二种是皮托管测量法；第三种是流量计直接测量法，即放置孔口流量计在特定位置直接测量。此外还有超声波测量法、频闪照相法等，多数是基于物理模拟而
【参考文献】：
期刊论文
[1]100 t顶底复吹转炉氧枪喷头优化的试验研究[J]. 王鹏,印传磊,吴伟,崔怀周,李相臣,郑力宁. 炼钢. 2017(06)
[2]底吹搅拌对复吹转炉脱磷工艺的作用分析[J]. 曾加庆,杨利彬,王杰,刘晓亮,姚同路,戴诗凡. 钢铁. 2017(06)
[3]转炉单渣法脱磷工艺实践研究[J]. 杨晓江,周朝刚,郑久强,艾立群,徐伟,梅淑文,张军国,刘爱国,史小磊. 铸造技术. 2017(05)
[4]碱性中间包覆盖剂对钢水洁净度的影响[J]. 刘昱,卢汝,李光强,王力,张钊,杨治争,饶江平. 武汉科技大学学报. 2017(01)
[5]大型转炉顶底复吹混合效果模拟[J]. 汪成义,杨利彬,曾加庆. 钢铁. 2016(10)
[6]钢中非金属夹杂物几个需要深入研究的课题[J]. 张立峰. 炼钢. 2016(04)
[7]转炉双渣冶炼半钢渣矿物相分析及回收利用[J]. 梁秀兰,王新华,何肖飞,王万军. 钢铁研究学报. 2014(10)
[8]马钢转炉双渣法脱磷工艺生产实践[J]. 王步更,汤演波,李杰,夏云进,王国梁. 冶金动力. 2014(10)
[9]典型钢渣的化学成分、显微形貌及物相分析[J]. 黄毅,徐国平,程慧高,蒋卓辉,杨宇. 硅酸盐通报. 2014(08)
[10]复吹转炉单炉新双渣法脱磷工艺研究与应用[J]. 方宇荣,黄标彩,赖兆奕,陈伯瑜,曾兴富. 炼钢. 2014(03)
本文编号：3649269
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【学位级别】：博士
【部分图文】：
转炉双渣法冶炼工艺流程示意图
愀忠毫缀?看锏?0.007%以下的目标，满足冶炼低磷钢的要求。（3）双联法双联法脱磷冶炼工艺即采用两座转炉联合作业，一座脱磷，另一座接受来自脱磷炉低磷铁水进行脱碳的工艺技术。国外双联法脱磷技术的发展主要以日本为代表，其中应用比较广泛的为如前所述的JFE的LD-NRP法、SRP工艺和新日铁的LD-ORP、MURC等几种工艺。国内最高开发双联法脱磷工艺技术的是宝钢集团[15]，该公司2002年开始进行以BRP技术的研究与开发，经数年研究与实践，集成了宝钢自有知识产权的BRP双联炼钢工艺技术，形成了一系列知识产权，其工艺流程如图1.2所示：图1.2宝钢BRP工艺流程示意图Fig.1.2SchematicdiagramofBRPprocessinBaosteelBRP技术在宝钢一炼钢率先实现，该厂3座300t转炉的双联法设备配置与工艺布置与传统转炉炼钢车间基本一致，每座车间均同时具备脱磷和脱碳功能，可采用双联法冶炼，也可以采用常规的单炉冶炼，根据钢种需要和铁水情况灵活切换。宝钢BRP的过程可简化总结如下：在脱磷炉使用300t的顶底复转炉，底吹供气强度为0.03~0.25m3/（tmin），脱磷吹炼时间10~12min。在脱碳炉保持同样的底吹条件，使用含锰大于32%的锰矿，加入量为5~15kg/t，吹炼时间少于15min。试验结果表明：在脱磷炉中，影响脱磷的主要因素有底吹气体强度、炉渣碱度、温度和铁水硅的质量分数等，脱磷炉中铁水的脱磷率达到84%以上，平均磷的质量分数低于0.015%，脱碳炉的脱磷率达到48%以上，冶炼终点磷的平均质量分数为
武汉科技大学博士学位论文10是基于MFB改进而来的技术，由Messo公司开发，宝钢实现了工业应用；二是喷粉功能，也有RH-IJ（新日铁大分厂）、RH-PB（新日铁名古屋厂）、RH-PTB（住友金属）、MESID等。RH主体技术设备和原理如图1.3所示：图1.3RH工作原理示意图Fig.1.3StructureandprincipleofRHprocess1.3.2RH处理过程的特征参数1.3.2.1循环流量如前所述，RH处理是基于钢液在RH真空室内的循环而实现的精炼过程，则单位时间内通过真空室的钢液流量，即循环流量，就成为了衡量RH精炼过程效率的最重要技术参数。RH循环流量对整个处理体系内钢液的运动状态、混合特性以及停留时间等都具有决定性作用，而钢液的运动状态和平均停留时间等参数又决定着该体系的能量传输和物质传输特点，所以最终影响着RH精炼的效率和效果。因此，针对循环流量的研究和测定是RH处理过程研究最基础的工作之一。从RH投入工业化应用至今，许多研究者都将环流量的测量作为研究工作的关键并开展了较多的研究实践。目前，已形成了如下几种常用的循环流量测量方法[29-33]：第一种是示踪剂测量法；第二种是皮托管测量法；第三种是流量计直接测量法，即放置孔口流量计在特定位置直接测量。此外还有超声波测量法、频闪照相法等，多数是基于物理模拟而
【参考文献】：
期刊论文
[1]100 t顶底复吹转炉氧枪喷头优化的试验研究[J]. 王鹏,印传磊,吴伟,崔怀周,李相臣,郑力宁. 炼钢. 2017(06)
[2]底吹搅拌对复吹转炉脱磷工艺的作用分析[J]. 曾加庆,杨利彬,王杰,刘晓亮,姚同路,戴诗凡. 钢铁. 2017(06)
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[8]马钢转炉双渣法脱磷工艺生产实践[J]. 王步更,汤演波,李杰,夏云进,王国梁. 冶金动力. 2014(10)
[9]典型钢渣的化学成分、显微形貌及物相分析[J]. 黄毅,徐国平,程慧高,蒋卓辉,杨宇. 硅酸盐通报. 2014(08)
[10]复吹转炉单炉新双渣法脱磷工艺研究与应用[J]. 方宇荣,黄标彩,赖兆奕,陈伯瑜,曾兴富. 炼钢. 2014(03)
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