电炉冶炼高碳钢去磷保碳实验研究

发布时间：2020-05-02 18:45

【摘要】：磷是钢液中的有害元素,无论在微观结构还是在力学性能上,都严重影响着钢的使用性能。在冶炼高碳钢时,为了获得较低的磷含量,往往出钢碳含量较低,使钢水末期出现过氧化,不仅增加脱氧剂的用量,还影响钢的纯净度。若能在深度脱磷的同时,实现钢液中最大限度的留碳,不仅能实现资源的合理利用,还能大大提高钢种质量,节约冶炼成本,对改进高碳钢冶炼工艺具有重要意义。本文在分子-离子共存理论基础上建立了CaO-MgO-FeO-SiO_2-P_2O_5五元渣系作用浓度数值模型,通过热力学分析,探究了各组分作用浓度随着碱度、w(FeO)增加的变化趋势以及在一定温度下碱度、w(FeO)对磷分配比的影响,根据脱碳及脱磷反应的吉布斯自由能找到碳、磷选择性氧化的临界点,为渣系成分调整作出理论依据。通过一系列热力学分析及实验研究,得出以下结论:(1)通过热力学模型分析了影响分配比的因素。当渣中w(FeO)一定时,分配比随着碱度增加而增加;当熔渣碱度一定时,分配比随着w(FeO)增加先变大后变小。高碳钢去磷保碳在热力学上具有可行性,磷优先氧化的渣系成分为:R≥3、w(FeO)=10%~35%、w(MgO)=8%;(2)高温热态实验发现:留碳率与渣中Fe O含量有关,FeO含量越高,留碳率越低;w(FeO)=10%时,碱度增加到6左右,熔渣粘度增大,脱磷效果变差;渣中w(FeO)=30%时,脱磷效果均不佳;采用20%FeO、R=3.5~6.5、8%MgO渣系对含碳量0.3%,含磷0.0155%的钢水脱磷,渣量15%,温度1650℃,能将钢水中磷含量最低降至0.0038%,终点碳0.15%。(3)CaO-MgO-FeO-SiO_2-P_2O_5五元渣系脱磷能力表征公式为:L_PN=141.94∑nN_(FetO)~5K_O(1+K_6N_(CaO)~2+K_7N_(CaO)~3)+K_8N_(CaO)~4+K_9N_(MgO)~2+K_(10)N_(MgO)~3+K_(11)N_(FeO)~3+K_(12)N_(FeO)~4);
【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】：TF741

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张建国;;转炉炼钢和电炉炼钢的优缺点比较分析[J];资源再生;2016年05期

2 于国庆;;高碳钢脱磷保碳工艺的研究与实践[J];冶金丛刊;2015年03期

3 张瑞峰;;转炉冶炼高碳钢的工艺分析[J];山东工业技术;2015年04期

4 罗成超;;我国转炉脱磷技术研究现状及其工业化[J];河南科技;2014年06期

5 常立忠;施晓芳;王建军;朱正海;周俐;;超声波处理对细化碳钢凝固组织的影响[J];特种铸造及有色合金;2012年11期

6 刘锟;刘浏;何平;崔阳;朱国森;李海波;;转炉生产低磷钢的脱磷反应热力学[J];钢铁;2012年01期

7 崔立镇;韩永镇;;中高碳钢脱磷的研究与实践[J];科技信息;2011年23期

8 邢洪涛;;高碳钢82B转炉脱磷技术的研究[J];甘肃冶金;2011年02期

9 李树民;;不锈钢电炉脱磷与实践[J];酒钢科技;2010年04期

10 潘建设;;30t顶吹转炉保碳出钢工艺探索与实践[J];鄂钢科技;2010年01期

相关会议论文 前3条

1 王新华;;钢铁冶金分学科发展——炼钢[A];2012—2013冶金工程技术学科发展报告[C];2014年

2 赵志刚;简龙;郭猛;孙艳霞;;鞍钢100吨转炉低成本冶炼高碳钢技术[A];2012年全国炼钢—连铸生产技术会论文集（上）[C];2012年

3 程云霞;储少军;;转炉炼钢脱碳过程的非平衡态热力学模型[A];冶金研究中心2005年“冶金工程科学论坛”论文集[C];2005年

相关博士学位论文 前1条

1 刁江;中高磷铁水转炉双联脱磷的应用基础研究[D];重庆大学;2010年

相关硕士学位论文 前4条

1 轩心宇;高磷铁水脱磷工艺研究[D];昆明理工大学;2014年

2 沈训良;薄板坯连铸连轧中高碳钢制造关键技术研究[D];华南理工大学;2013年

3 张洪彪;高磷铁水脱磷的研究[D];重庆大学;2009年

4 赵激;短流程炼钢新技术研究[D];贵州大学;2005年

，

本文编号：2647379