含铬半钢冶炼过程成渣路线的理论及实验研究

发布时间：2020-04-15 19:11

【摘要】：我国攀西地区的红格矿是一种高铬型的钒钛磁铁矿,目前为止还无法进行高效的综合利用。针对此种矿,攀钢工业试验采用的工艺流程是,通过高炉冶炼得到含钒铬铁水,铁水经转炉吹炼得到钒铬渣和含铬半钢,含铬半钢再进行冶炼得到合格的连铸钢水。但含铬半钢在冶炼过程中,由于初期化渣慢、造渣困难,难以得到合格的钢水。本文旨在探索含铬半钢冶炼的成渣路线,为含铬半钢冶炼得到合格钢水提供理论参考。建立了针对含铬半钢冶炼渣系的正规离子溶液模型和离子分子共存理论模型,分析了钢渣中组元的活度、活度系数及其相互作用规律,结合实验研究了铬、磷元素在渣金之间的平衡分配。计算结果显示碱度增加,钒、磷在渣金间的分配比增大,而铬在渣金间的分配比减小;FeO增加,钒、磷、铬在渣金间的分配比增大;Cr_2O_3和温度的增加,均使得钒、磷、铬在渣金间的分配比减小。实验研究表明,钢渣二元碱度从3增加到4.2,L_(Cr)和L_P先增大后减小,碱度为3.6时脱铬和脱磷效果最好;钢渣中FeO从22.5%增加到32.5%,L_(Cr)随之增大,L_P先增大后减小,当FeO含量为27.5%时达到最大值100.5;随着钢渣中Cr_2O_3含量增加,L_P、L_(Cr)随之减小;L_(Cr)和L_P随温度的升高而减小。研究了含铬半钢渣系CaO-SiO_2-FeO-MgO-MnO-V_2O_5-Cr_2O_3-P_2O_5的熔化特性。钢渣中Cr_2O_3含量的增加使得钢渣液相区域减小,且向FeO含量增加的方向移动。液相量随着渣中Cr_2O_3含量的增加而先增后减,当钢渣中的Cr_2O_3含量为3%、FeO含量为25%、碱度为3.3时,终渣液相量最大。结合理论计算与实验研究,终渣碱度应控制在3.3~3.6,FeO含量控制在22.5%~27.5%,Cr_2O_3含量控制在3%左右,脱磷脱铬最佳。P、Cr分配比迅速升高,而钢渣熔点缓慢上升的含铬半钢冶炼成渣路线为:12wt%CaO-70wt%SiO_2-18wt%FeO→20wt%CaO-32wt%SiO_2-48wt%FeO→57wt%CaO-17wt%SiO_2-26wt%FeO。
【图文】：

示意图,双联工艺,流程,示意图

图 1.1 双联工艺流程示意图Fig.1.1 The flow chart of duplex process转炉半钢冶炼与普通转炉炼钢一样，都是为了冶炼出合格的钢水，所以其任务也是一样的，都是控制钢水的成分和温度，其中成分控制主要包括脱磷和脱碳，温度控制即通过吹炼和热补偿工艺使得钢水温度满足连铸要求。在双联法冶炼过程中，与铁水中其他元素相比，由于硅元素极易氧化，所以第一次造渣过程中，硅元素被大量氧化进入渣中，使得半钢中硅元素很低，故而对钢水中硅元素的含量没特别的控制工艺。而磷元素的控制比硅元素复杂的多，在攀钢的钒钛磁铁矿冶炼过程，为了提高后续工艺中钒渣提钒的提取率，含钒铁水没有添加石灰造高碱度渣脱磷，所以铁水经提钒后半钢磷含量很高（0.06%~0.09%），经转炉半钢冶炼后磷元素含量在 0.008%以内[12]。承钢半钢脱磷的工业试验中，，随着脱磷渣碱度的上升，脱磷率呈先上升后下降的趋势，脱磷渣碱度为 3.26 时，脱磷率最高在 52%左右[13]。卿家胜[14]等人调查得出导致半钢过程回硫的因素有两个，一是预处理过程中的脱硫渣未扒净，二是转炉入炉料的带入，通过对这两个方面的控制优化，将原有的回硫率从 0.003%降到了 0.001%。

硅钼炉,平衡实验,还原铁粉,北碚

：成都科龙公司和北碚化学试剂厂提供的分析纯化学O2(≥99.0%), V2O3(≥99.0%), 3CaO·P2O5(≥99.0%), Mn), CaO (≥99.0%), Cr2O3(≥99.0%)。表 3.1 还原铁粉成分，wt%Table 3.1 Composition of reducing iron powder ,wt%C Si Mn P 0.02 0.012 0.02 0.005 准备精确，称量前需将 CaO 置于 1200℃的马弗炉中煅烧中碳酸盐杂质的目的，同时，其余氧化物也需要在 105此去除试剂中的水分。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF713

【参考文献】