不锈钢生产脱磷问题研究

发布时间：2020-07-28 12:38

【摘要】： 本学位论文是上海大学承接了宝钢的委托,为其不锈钢大生产条件下的脱磷问题进行研究。此课题的基础是本学科点和作者十余年内在不锈钢脱磷方面的研究成果。 为了弥补铬源不足,宝钢不锈钢大生产拟用“熔化/还原竖炉”生产含铬约25%的铁水,提供的所需的部分铬源。为了保证成品不锈钢是低w[P]的,作者研究了4个子课题: 1).含铬铁水脱硅预处理的热模拟试验和扩大试验; 2).含铬铁水CaO-BaO渣氧化脱磷的热模拟试验和扩大试验,以及含Ba废渣的后处理; 3).不锈钢返回料还原脱磷的热模拟试验和扩大试验,还原脱磷用于含铬铁水的生产装置、流程和废渣后处理方案的设计。 4).高炉铁水脱磷剂的优化。 作者提出了极限脱硅值的概念,计算了给定脱磷指标下的脱硅要求,讨论了铁水成分对其的影响。利用所开发的技术可使w[Cr]=22～25%、w[Si]=0.70～0.93%的含铬铁水脱硅低至0.084%,脱硅率可稳定在80%以上,[C]和[Cr]的烧损不大。 作者指出含铬铁水的[%C]可用以在氧化脱磷过程中有效地保[Cr]。采用了CaO-BaO(55%)-CaF_2-Cr_2O_3/Fe_2O_3复合脱磷剂。在用空气喷吹100kg/t复合脱磷剂的条件下,脱磷率为50.77～78.13%。发明了水浸法处理含钡渣的无毒性处理方法,脱磷后的废渣用5:1的水渣比进行浸出处理,即不再有毒性。但,浸出处理后渣中仍有大量BaO,所以此废渣的堆放及后续利用仍是问题。借助向浸出液喷吹CO_2可由每吨废渣回收25kg的BACO_3。问题在于配制每吨废渣需550kg的BaCO_3。因此,使用含Ba渣脱磷的成本和公害问题看来很难有一个妥善的解决办法。 作者提出的还原脱磷方案可解决上世纪80年代初许多不锈钢还原脱磷试验所遇到的难题。在密闭的反应器中保持强还原气氛,依靠喂Ca可使初始磷含量为0.040%-0.057%的不锈钢有55.4～78%的脱磷率。扩大实验中Ca的有效利用率比热模拟试验时的更高。SiCa包芯线内Ca的脱磷平均利用率为0.203×10~3(kg/%·t)。 作者分析了氧化脱磷和还原脱磷的特点,确认了氧化脱磷和还原脱磷策略,对于采用熔融还原等工艺生产出的不锈钢母液而言,其碳含量正好落在氧化脱磷所需的最佳范围之内,建议采用氧化法脱磷。而对于目前社会上积压的大量高磷不锈钢废钢的处理以及采用返回法冶炼不锈钢出现的脱磷问题,更适合采用还原法脱磷。 经作者优化的脱磷剂已在常规高炉铁水的脱磷生产实践中取得使脱磷剂耗量从39.34kg/t减少到34kg/t以下的效果。
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TG142.71
【图文】：

上海大学博士学位论文由于竖炉所产含铬铁水的温度和碳含量不可能按脱硅的要求调节，w【Si』*主要取决于510:活度。所以，脱硅剂的设计十分重要。按图2一2，在1773K下，要想将[51]脱到<0.15%，510:活度(以纯物质为标态)应<0.05。根据5102一eao一Feon等活度图(图2一3)可知，要想使510:活度应<0.05，碱度应大于 1.3。~叫〕~~---~~~~~~~~~~~\、、由_\\、、\一\\一~、一、~~~，一~~-一~、、、乓l、汁|rJl月.闷.月J.工d11....，.召J..

本文编号：2772890