电渣二次利用于钢水精炼脱硫中的研究
发布时间：2021-07-14 00:23
电渣重熔作为一种特种钢冶炼技术在整个冶金行业具有举足轻重的作用,目前电渣重熔中使用精炼渣主要还是以70%Al2O3+30%CaF2为主,其中CaF2选用于高品位萤石矿,萤石是一种不可再生资源,随着萤石资源日益枯竭,价格也越来越高,这是冶金行业所面临的共同问题。目前绝大多数钢厂在重熔完毕后直接将用过一次的废渣丢弃,一些企业也尝试将电渣重复利用,但是利用量很少,因此如果能有效地将电渣返回渣进行处理并且能再次应用到钢水精炼脱硫中,对于降低成本改善环境具有重要的意义。本文主要通过高效地处理电渣返回渣,最大程度地脱去渣中的硫,再将处理过后的返回渣与现场取回的精炼渣以及根据理论在实验室用纯试剂配制的精炼渣进行熔点、黏度和钢水脱硫试验对比,以此来证实电渣返回渣二次利用于钢水精炼脱硫的可行性。结果表明,通过将电渣返回渣平铺在1100℃的大气下进行氧化焙烧能有效地将渣中的硫以气相的形式去除,在此条件下渣中的脱硫率能高达65%左右。通过将处理过后的电渣返回渣与其他两组精炼渣对比发现,电渣返回渣的熔点略高于精炼渣,平均熔...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
627℃时CaO-SiO2-Al2O3-MgO（5％）四元渣系的硫容量曲线图
武汉科技大学硕士学位论文图1.2CaO-Al2O3-SiO2多元活度图1.2常见的精炼渣的分类与性能1.2.1合成精炼渣简介合成精炼渣是生产洁净钢的最简便精炼手段，它可以有效地进行脱氧、脱气、脱硫等去除有害元素及非金属夹杂物。1950~1960年合成精炼渣在前苏联被大量投入生产中，当时所采用的精炼渣的成分比例大体为：CaO50％，Al2O330％，SiO230％，FeO≤0.5％[15]。但是大量的点状夹杂物会出现在这样的生产过程中。1960年左右，我国多家特殊钢厂引入渣洗工艺冶炼轴承钢[16]。现如今世界各地大部分钢厂都是利用出钢时钢水的冲击力使钢水与渣充分接触，然后通过精炼实现脱气、脱硫、脱氧及夹杂物等有害元素的目的。合成精炼渣是提前加入钢包炉内的，出钢时钢水的冲击力形成对精炼渣的搅拌作用，为达到精炼目的，精炼渣要有较高的碱度、低氧活度、低熔点及低粘度高流动性。目前合成精炼渣系主要有CaO-CaF2渣系、CaO-Al2O3渣系、CaO-Al2O3-CaF2渣系、等。其中CaO含量都在45％～60％左右，Al2O3在2％～30％，SiO2在15％～20％[17]。渣洗过程中钢液中的硫与渣中的CaO发生反应生成CaS而去除，夹杂物与被乳化的渣滴碰撞时吸附。同化进而随渣滴上浮而被排出。渣洗后适当地加大搅拌力度可增大渣钢接触面积以及促进渣滴上浮，从而有效地提高精炼效果。
武汉科技大学硕士学位论文的aSiO2，可使氧离子的活度增大从而促进脱硫。MgO的脱硫能力稍低于CaO，在铝酸钙中含有少量的MgO对改善脱硫效率是有利的。当渣中MgO的含量在4.5％~8.8％之间时对脱硫反应影响不大[22]。当MgO的含量增加时，Ls也不断提高；但是过高含量的MgO会使渣的熔点变高，使渣迅速稠化从而恶化脱硫动力学条件，对于CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系来说，当Al2O3含量在15％~25％之间，MgO含量大于10％时，熔渣即进入固液两相区。所以可以认为渣中MgO的最佳含量为6％~8％，当超过此值，脱硫效果会迅速恶化[18]。（4）炉渣碱度对脱硫的影响炉渣的碱度通常用碱性氧化物与酸性氧化物的浓度之比R=CaO/SiO2来表示，炉渣的碱度对整个冶金过程有很大的影响。在钙系精炼渣系中，脱硫反应主要是靠渣中的活性CaO来提供氧离子，渣的碱度越高，脱硫能力就越强，Ls随R的增加呈递增趋势，但当R＞5以后增幅逐渐变校虽然渣的碱度增大，渣中CaO含量增加，炉渣的黏度也变大，使得渣钢界面硫扩散成为主要限制性环节，使脱硫动力学条件变差，再继续提高熔渣碱度会使脱硫效果恶化[18]。从二元碱度和光学碱度两个方面的影响得出钢水脱硫需要渣控制在一个合适的碱度范围，即R=3.5~5.0之间。下图1.3是钢渣二元碱度对硫分配系数的影响[23]。图1.2硫的分配系数与碱度的关系国外LF精炼渣碱度较高（有时渣中CaO含量可高达65％），而国内LF精炼渣碱度多数处于中低水平（1.6~30）[24,25]。某国内钢厂LF炉精炼渣碱度为
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢包铸余渣作为转炉脱磷助熔剂理论及实践[J]. 唐萍,李敬想,周海,彭情亮,刘炳宇,李具中. 钢铁. 2016(03)
[2]我国萤石矿选矿技术进展[J]. 李丽匣,刘廷,袁致涛,张晨. 矿产保护与利用. 2015(06)
[3]中国萤石资源及产业发展现状[J]. 王文利,白志民. 金属矿山. 2014(03)
[4]转炉无氟化渣剂的研究及应用[J]. 秦凤婷,晁霞,刑相栋. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2013(02)
[5]中国萤石矿开发利用与产业发展趋势分析[J]. 孔志岗,朱杰勇,杨杰. 化工矿物与加工. 2011(04)
[6]电渣重熔过程中渣成分变化的研究[J]. 陈艳梅,赵俊学,樊君,崔雅茹,李小明,路晓涛. 特殊钢. 2010(06)
[7]中国萤石产业发展战略思考[J]. 牛丽贤,张寿庭. 中国矿业. 2010(08)
[8]LF钢渣返回利用的脱硫研究[J]. 赵俊学,李小明,郭家林,黄敏,马杰. 炼钢. 2009(04)
[9]精炼钢渣硫赋存形式及含硫相形成机理[J]. 何环宇,倪红卫,甘万贵,林路. 钢铁. 2009(03)
[10]LF炉热态钢渣循环利用技术的应用[J]. 解养国,吴耀光,胡玉畅,贾红芳. 中国冶金. 2008(07)
博士论文
[1]钢渣中有价组元回收及资源化利用的基础研究[D]. 崔玉元.东北大学 2013
硕士论文
[1]40吨LF炉精炼渣系优化与研究[D]. 周英明.中南大学 2007
本文编号：3283018
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
627℃时CaO-SiO2-Al2O3-MgO（5％）四元渣系的硫容量曲线图
武汉科技大学硕士学位论文图1.2CaO-Al2O3-SiO2多元活度图1.2常见的精炼渣的分类与性能1.2.1合成精炼渣简介合成精炼渣是生产洁净钢的最简便精炼手段，它可以有效地进行脱氧、脱气、脱硫等去除有害元素及非金属夹杂物。1950~1960年合成精炼渣在前苏联被大量投入生产中，当时所采用的精炼渣的成分比例大体为：CaO50％，Al2O330％，SiO230％，FeO≤0.5％[15]。但是大量的点状夹杂物会出现在这样的生产过程中。1960年左右，我国多家特殊钢厂引入渣洗工艺冶炼轴承钢[16]。现如今世界各地大部分钢厂都是利用出钢时钢水的冲击力使钢水与渣充分接触，然后通过精炼实现脱气、脱硫、脱氧及夹杂物等有害元素的目的。合成精炼渣是提前加入钢包炉内的，出钢时钢水的冲击力形成对精炼渣的搅拌作用，为达到精炼目的，精炼渣要有较高的碱度、低氧活度、低熔点及低粘度高流动性。目前合成精炼渣系主要有CaO-CaF2渣系、CaO-Al2O3渣系、CaO-Al2O3-CaF2渣系、等。其中CaO含量都在45％～60％左右，Al2O3在2％～30％，SiO2在15％～20％[17]。渣洗过程中钢液中的硫与渣中的CaO发生反应生成CaS而去除，夹杂物与被乳化的渣滴碰撞时吸附。同化进而随渣滴上浮而被排出。渣洗后适当地加大搅拌力度可增大渣钢接触面积以及促进渣滴上浮，从而有效地提高精炼效果。
武汉科技大学硕士学位论文的aSiO2，可使氧离子的活度增大从而促进脱硫。MgO的脱硫能力稍低于CaO，在铝酸钙中含有少量的MgO对改善脱硫效率是有利的。当渣中MgO的含量在4.5％~8.8％之间时对脱硫反应影响不大[22]。当MgO的含量增加时，Ls也不断提高；但是过高含量的MgO会使渣的熔点变高，使渣迅速稠化从而恶化脱硫动力学条件，对于CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系来说，当Al2O3含量在15％~25％之间，MgO含量大于10％时，熔渣即进入固液两相区。所以可以认为渣中MgO的最佳含量为6％~8％，当超过此值，脱硫效果会迅速恶化[18]。（4）炉渣碱度对脱硫的影响炉渣的碱度通常用碱性氧化物与酸性氧化物的浓度之比R=CaO/SiO2来表示，炉渣的碱度对整个冶金过程有很大的影响。在钙系精炼渣系中，脱硫反应主要是靠渣中的活性CaO来提供氧离子，渣的碱度越高，脱硫能力就越强，Ls随R的增加呈递增趋势，但当R＞5以后增幅逐渐变校虽然渣的碱度增大，渣中CaO含量增加，炉渣的黏度也变大，使得渣钢界面硫扩散成为主要限制性环节，使脱硫动力学条件变差，再继续提高熔渣碱度会使脱硫效果恶化[18]。从二元碱度和光学碱度两个方面的影响得出钢水脱硫需要渣控制在一个合适的碱度范围，即R=3.5~5.0之间。下图1.3是钢渣二元碱度对硫分配系数的影响[23]。图1.2硫的分配系数与碱度的关系国外LF精炼渣碱度较高（有时渣中CaO含量可高达65％），而国内LF精炼渣碱度多数处于中低水平（1.6~30）[24,25]。某国内钢厂LF炉精炼渣碱度为
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢包铸余渣作为转炉脱磷助熔剂理论及实践[J]. 唐萍,李敬想,周海,彭情亮,刘炳宇,李具中. 钢铁. 2016(03)
[2]我国萤石矿选矿技术进展[J]. 李丽匣,刘廷,袁致涛,张晨. 矿产保护与利用. 2015(06)
[3]中国萤石资源及产业发展现状[J]. 王文利,白志民. 金属矿山. 2014(03)
[4]转炉无氟化渣剂的研究及应用[J]. 秦凤婷,晁霞,刑相栋. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2013(02)
[5]中国萤石矿开发利用与产业发展趋势分析[J]. 孔志岗,朱杰勇,杨杰. 化工矿物与加工. 2011(04)
[6]电渣重熔过程中渣成分变化的研究[J]. 陈艳梅,赵俊学,樊君,崔雅茹,李小明,路晓涛. 特殊钢. 2010(06)
[7]中国萤石产业发展战略思考[J]. 牛丽贤,张寿庭. 中国矿业. 2010(08)
[8]LF钢渣返回利用的脱硫研究[J]. 赵俊学,李小明,郭家林,黄敏,马杰. 炼钢. 2009(04)
[9]精炼钢渣硫赋存形式及含硫相形成机理[J]. 何环宇,倪红卫,甘万贵,林路. 钢铁. 2009(03)
[10]LF炉热态钢渣循环利用技术的应用[J]. 解养国,吴耀光,胡玉畅,贾红芳. 中国冶金. 2008(07)
博士论文
[1]钢渣中有价组元回收及资源化利用的基础研究[D]. 崔玉元.东北大学 2013
硕士论文
[1]40吨LF炉精炼渣系优化与研究[D]. 周英明.中南大学 2007
本文编号：3283018
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