氧气顶吹转炉脱磷影响因素分析及操作工艺的优化

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转炉炼钢过程脱磷和吹氧模型的研究

转炉炼钢过程脱磷和吹氧模型的研究

转炉炼钢过程脱磷和吹氧模型的研究
本文在探讨转炉炼钢过程脱磷和吹氧模型这一课题上,采用相应的理论与方法,进行实质性的研究,以下为研究内容:
一、脱磷原理
1.1 基本原理
脱磷是指通过控制钢水的外部条件,如温度和含氧量,来通过催化、吸收、溶解等捕猎惰性气体硫气、氮气和磷气等来控制钢的含磷量的过程。

1.2产物的特点
脱磷控制的特征表现在钢中:能够改善钢的组织,增强钢各类性能。

此外,在循环利用时能够降低使用成本等,可以节约大量能源,以及节约原材料,节约环境资源。

二、吹氧原理
2.1基本原理
吹氧是指通过在转炉内注入氧气,改变熔炼中炉温、熔炼介质和各种杂质等,从而改变冶炼过程中的微观结构,改善钢液表面及内部性能的一种方法。

它的具体操作有保温、抽渣、预压力氧化等。

2.2产物的特点
吹氧这种技术有以下优点:促进了钢水的清洁化,达到精炼的目的;能够提高钢的物理力学性能;可以增强钢的抗蚀性,延长使用寿命,降低成本,更可以减少污染,改善周围环境。

三、在未来研究方向
未来研究将重点关注以下几个方面:一是通过对转炉炼钢过程脱磷和吹氧模型的进一步研究,完善控制入炉材料和排放检测。

二是将脱磷和吹氧的技术结合在一起,实现高效减污,提高入炉材料和钢水的质量。

三是重点研究不同材料的脱磷和吹氧技术,提高技术水平,以实现更有效的节能降耗、污染减排和优化产品。

铁水转炉吹氧脱磷工艺-概述说明以及解释

铁水转炉吹氧脱磷工艺-概述说明以及解释

铁水转炉吹氧脱磷工艺-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铁水转炉吹氧脱磷工艺是钢铁生产中常用的一种去除磷元素的工艺方法。

在铁水中磷元素的含量对钢铁的性能有着重要影响,因此需要采取相应措施进行去除。

吹氧脱磷工艺通过向铁水中吹入氧气,利用氧气与磷元素的化学反应,在高温条件下将磷元素氧化移除,从而减少磷元素含量,提高钢铁的质量和性能。

本文将详细介绍铁水转炉吹氧脱磷工艺的原理、步骤以及其在钢铁生产中的应用。

通过对该工艺的深入探讨,可以更好地了解吹氧脱磷的作用机制和优势,为钢铁生产提供技术支持和参考。

1.2 文章结构1.3 目的本文旨在深入探讨铁水转炉吹氧脱磷工艺,通过对该工艺的原理、步骤、优势以及应用前景进行分析,旨在说明吹氧脱磷工艺在钢铁生产中的重要性和价值。

同时,通过总结工艺的特点和优势,为相关行业提供参考,促进该工艺的广泛应用,提高生产效率,降低成本,推动钢铁行业的可持续发展。

2.正文2.1 铁水转炉工艺概述:铁水转炉是一种用于炼钢的高炉,它是一种旋转的容器,通常由耐火材料和金属外壳构成。

在钢铁冶炼过程中,铁水转炉扮演着至关重要的角色。

铁水转炉工艺通常用于生产高品质的钢铁,其主要特点是操作简单,生产效率高,并能够满足不同规格和质量要求的钢铁生产。

在铁水转炉中,主要通过向铁水中吹入氧气使其氧化,从而提高炉内温度,促使不同元素的相互作用,达到脱除杂质的目的。

铁水转炉通常配有各种喷嘴和氧气喷嘴,以确保充分的氧化反应和高效的燃烧过程。

铁水转炉工艺的优点包括:1. 生产效率高:铁水转炉可以持续生产,操作简单,生产效率高。

2. 能够生产高品质钢铁:通过吹氧脱磷等工艺,可以去除杂质,生产高品质的钢铁。

3. 适用范围广:铁水转炉可以生产各种规格和质量要求的钢铁,适用性广泛。

总的来说,铁水转炉工艺在钢铁冶炼领域具有重要的地位,其优点包括高效、高质以及适用范围广泛,为钢铁行业的发展做出了重要贡献。

2.2 吹氧脱磷的原理2.3 吹氧脱磷的步骤:吹氧脱磷是铁水转炉炼钢过程中的关键环节之一,其步骤主要包括以下几个方面:1. 吹氧开始: 在铁水转炉底部喷入高纯度氧气,形成氧吹。

转炉脱磷工艺的优化

转炉脱磷工艺的优化

转炉脱磷工艺的优化姚娜;李祥胜【摘要】通过对渣-钢脱磷反应影响因素进行了理论分析,根据脱磷的工艺特点,针对不同的铁水条件,通过优化工艺操作,达到稳定、有效的脱磷,满足钢种要求.【期刊名称】《河北联合大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(033)001【总页数】4页(P53-56)【关键词】转炉;脱磷;工艺【作者】姚娜;李祥胜【作者单位】济源职业技术学院,河南,济源,454650;涟源钢铁厂,湖南,娄底,417000【正文语种】中文【中图分类】TF713.7磷是一般钢种中有害元素之一。

[1]钢中最大允许的ω[P]为 0.02%~0.05%,而对某些钢种则要求在0.008%~0.015%范围内。

磷能提高钢的强度,但随着ω[P]的增加,钢的塑性和韧性降低(特别是低温冲击性降低),即出现钢的脆性现象。

由于这种现象在低温更为严重,所以通常称为“冷脆性”。

一般钢中ω[C]、ω[O]、ω[N]增加,磷的这种有害作用增强。

磷对钢的焊接性能也有不利影响。

因而,磷是炼钢过程中需要清除的有害元素,脱磷是转炉炼钢的主要任务之一。

1 试验条件本次试验在1座210t顶吹转炉上进行,主要钢种为低磷钢,转炉氧枪为六孔喷头,氧气量为48000m3/h,氧枪枪位为160~250cm,吹炼过程中进行副枪取样、测温。

炼钢用的铁水条件如表1所示。

表1 炼钢用铁水条件技术条件项目ω[C]/% ω[Si]/% ω[Mn]/% ω[P]/% ω[S]/% 温度/℃成分 3.8~4.8 0.3~1.2 0.2~0.6 0.08~0.1 0.002~0.04 1280~13802 转炉脱磷分析2.1 脱磷影响因素理论分析[2]磷在钢中是以[Fe3P]或[Fe2P]形式存在,为方便起见,均用[P]表示。

炼钢过程的脱磷反应是在金属液与熔渣界面进行的,首先是[P]被氧化成(P2O5),而后与(CaO)结合成稳定的磷酸钙,其反应式可表示为:定义C p为磷容,即则影响脱磷的主要因素是熔池温度、炉渣成分和金属液的成分。

氧气转炉炼钢的脱磷问题

氧气转炉炼钢的脱磷问题

20
炼铁技术由中东向欧州南部传播
21
埃及古墓墙上的图画
大约公元前1500年
22
16世纪时的木炭炼铁炉 世纪时的木炭炼铁炉
18世纪时的鼓风炼铁炉 世纪时的鼓风炼铁炉
19世纪初时的炼铁炉 世纪初时的炼铁炉
空气底吹炼钢转炉诞生
H.Bessemer(1856), W.Kelly(1857) H.Bessemer(1856), W.Kelly(1857)
铸造生铁可用于生产铸管、机床等设备底座等; 铸造生铁可用于生产铸管、机床等设备底座等; 硬而脆,几乎没有塑性,不能进行轧制、 硬而脆,几乎没有塑性,不能进行轧制、锻压 等塑性变形加工。 等塑性变形加工。
钢材: 钢材:
具有良好塑性,能够进行轧制、锻压、 具有良好塑性,能够进行轧制、锻压、拉拔等 塑性变形加工; 塑性变形加工; 钢制品具有强度高、韧性好、易焊接、耐高温、 钢制品具有强度高、韧性好、易焊接、耐高温、 耐腐蚀等优良特性,因此被广泛利用。 耐腐蚀等优良特性,因此被广泛利用。
成渣较底吹转炉好; 成渣较底吹转炉好; 搅拌较顶吹转炉强; 搅拌较顶吹转炉强; 反应平衡程度高; 反应平衡程度高; 大多数大中型转炉采用了 复吹转炉炼钢。 复吹转炉炼钢。
32Leabharlann 底吹搅拌强度33氧气转炉炼钢主要设备
烟气净化 系统
渣料系统 氧枪系统
主原料装入系统
倾动系统
出钢、 出钢、出渣系统
34
35
3
生铁与钢的成分差别
元素 C P S Si Mn Cr Ni Mo Nb, Nb,V,Ti 生铁 3.5~5.0% 3.5~5.0% 0.06 1.50% 0.06~1.50% 0.015~0.06% 0.015~0.06% 0.25~1.20% 0.25~ 0.25~0.60 0.25~0.60% 钢 0.001~1.2% 0.001~1.2% 0.002~0.04 0.002~0.04% 0.0005~0.04% 0.0005~0.04% 0.01~6.5% 0.01~6.5% 0.12~13.0% 0.12~13.0% ~18% 18% ~10% 10% ~2% ~0.2% 0.2%

顶吹转炉脱磷热力学分析和工艺优化

顶吹转炉脱磷热力学分析和工艺优化

顶吹转炉脱磷热力学分析和工艺优化磷在大多数钢中都是有害元素,脱磷是转炉炼钢的主要任务,本文从热力学角度入手,分析了顶吹转炉炼钢脱磷的影响因素,提出了优化转炉脱磷的措施,对强化顶吹转炉炼钢脱磷、提高钢材质量有重要意义。

标签:顶吹转炉;脱磷;措施1 前言磷在钢中(除炮弹钢、耐蚀钢以外)是有害元素,易使钢发生“冷脆”现象,尤其在高碳钢中更是明显,其原因是由于磷元素富集在铁素体晶界上形成“固溶强化”的作用,造成晶粒间的强度提高,从而产生脆性。

除此之外,磷含量越高越容易在结晶边界析出磷化物,降低钢的冲击值[2]。

因此,控制顶吹转炉炼钢过程中的脱磷反应是控制回磷和提高钢材质量重要而复杂的工作。

2 脱磷的热力学分析2.1 温度由上可知,温度越高。

K值越小,因此,低温对脱磷有利。

但需要指出的是,提高熔池温度,会使磷的分配比降低,对磷从金属向炉渣的转移不利。

但温度升高降低了炉渣的粘度,加速了石灰的熔解,从而有利于磷从金属向炉渣的转移。

理论研究表明,最有效的脱磷有一个最佳的温度范围(1450~1500℃)。

这就要求冶炼初期,要根据铁水温度采用不同的操作制度。

铁水温度低(1250℃以下),要采用低枪位操作以提高熔池温度,加速石灰的熔解,迅速形成初期渣,充分利用前期炉渣FeO高、炉温低的优势,快速脱磷。

若铁水温度特别高(大于1350℃),冶炼初期要适当采用高枪位操作,并加入部分矿石,抑制炉温的快速升高,同时也有利于石狄的溶解,延长冶炼在低温区(1500℃以下)的运行时间。

实践证明,尽管冶炼终点温度高,会降低磷在钢一渣中的分配比,但脱磷的关键仍然是冶炼过程渣特别是终渣的控制。

也就是说温度的影响不如(FeO)和(Cao)显著。

2.2 炉渣碱度因为CaO是使aP205降低的主要因素,增加(CaO)达到饱和含量可以增大aCa0,亦即增加自由CaO(不与酸性氧化物结合)的浓度,会使(P205)提高或鋼中[P]降低。

但渣中(CaO)过高,将使炉渣变稠,同样不利于脱磷。

影响转炉脱磷的因素分析

影响转炉脱磷的因素分析

表 1 表明,随着副枪一的温度升高,过程温度 也随之升高,因为提高熔池温度,会使磷的分配比 降低,对磷从金属向炉渣的转移不利,所以汽车板 副枪一脱磷率比 SPHC、P3A2 系列低。而是温度 升高降低了炉渣的黏度,加速了石灰的熔解,从而 有利于磷从 金 属 向 炉 渣 的 转 移,所 以 转 炉 终 点 时 脱磷率基 本 相 同。 实 践 证 明,尽 管 冶 炼 终 点 温 度 高,会降低磷在钢—渣中的分配比,但脱磷的关键 仍然是冶炼 过 程 渣 特 别 是 终 渣 的 控 制,温 度 的 影 响不如炉渣碱度和 FeO 显著。
在冶炼初期,加入炉内的大量石灰因温度低, 在表面形成冷凝外壳,并未熔化。在此期间,液态 炉渣主要与铁水中的 Si、Mn、Fe 氧化产物反应,随 着氧化和 温 度 的 升 高,使 石 灰 熔 化,碱 度 开 始 提 高,此时碱度约为 1. 3 ~ 1. 5; 在冶炼中期,由于炉 温升高石灰进一步熔化,但因脱碳速度加快,导致 渣中的 FeO 逐渐降低,使石灰熔化速度减缓。在 此期间,碱度的增加较缓慢,此时碱度约为 1. 8 左 右; 在冶炼后期,脱碳速度下降,渣中 FeO 再次升
Vol. 31 No. 1 March 2 0 1 0
影响转炉脱磷的因素分析
王凌川,李伯超,孙 光,侯海龙
( 黑龙江省冶金研究所,哈尔滨 150040)
摘 要: 本文主要从转炉脱磷的理论分析入手,探讨了炉渣碱度、FeO 的质量分数和冶炼过程温度对磷质量分 数的影响及回磷的原因、影响因素及防止措施等。同时本文指出应控制炉渣碱度、FeO、终点温度在合理范围 内,并应重视钢水回磷问题。 关键词: 脱磷; 碱度; 温度
我们 选 取 操 作 平 稳,副 枪 一 碳 在 0. 30% ~ 0. 40% 之间的数据作为研究对象,从其副枪温度 推断其过程 温 度,如 副 枪 一 温 度 高 则 其 过 程 温 度 肯定会高。副枪一温度和副枪二温度与脱磷率的 关系,选取的数据均是平均值,如表 1。

顶吹转炉钢中磷元素的控制技术研究

顶吹转炉钢中磷元素的控制技术研究

顶吹转炉钢中磷元素的控制技术研究随着工业化的进程和经济的发展,钢材在现代社会中扮演着重要的角色。

然而,在钢铁生产过程中,磷元素的存在会对钢材的质量和性能造成不利影响。

因此,控制钢中磷元素的含量是钢铁企业必须解决的重要问题之一。

顶吹转炉钢是目前钢铁生产中广泛应用的一种钢铁冶炼工艺,本文将介绍顶吹转炉钢中磷元素的控制技术研究。

磷是一种偏恶性元素,其存在会显著降低钢铁的塑性和韧性,并且会导致在钢铁加工过程中出现脆性断裂的问题。

因此,控制顶吹转炉钢中磷元素的含量是至关重要的。

磷元素主要来自矿石中的磷矿和焦炭中的磷,它们在冶炼过程中会被还原为磷元素,并且随着钢液中的温度升高而溶解进入钢液中。

因此,要控制顶吹转炉钢中磷元素的含量,首先需要从原料入炉和冶炼操作两个方面入手。

在原料入炉方面,钢铁企业可以选择低磷矿石和低磷焦炭作为原料,从源头上减少磷元素的含量。

此外,可以采用磷矿石的预处理技术,在矿石的粉碎、烧结和球团化过程中去除磷元素。

同时,在焦炭的生产过程中可以采用磷元素的脱除技术,例如利用磷元素在焦炭碱性石灰石中形成磷酸钙的方法去除磷元素。

在冶炼操作方面,钢铁企业可以采用一系列的技术措施来控制顶吹转炉钢中磷元素的含量。

首先,可以通过控制转炉熔化温度来影响磷元素的溶解度。

磷元素在高温下溶解度较高,因此可以通过提高炉温来促使磷元素溶解进入渣中,从而达到控制钢中磷元素含量的目的。

其次,可以采用加入磷铁或磷灰石的方法来控制钢中磷元素的含量。

磷铁是一种含有高磷含量的合金,在炼钢过程中可以添加适量的磷铁使钢中的磷元素被磷铁吸附,从而降低钢中磷元素的含量。

而磷灰石则可以在转炉炼钢过程中加入,通过反应将钢中的磷元素转移到渣中。

此外,还可以采用倒炉技术,即将转炉中的钢液倒入LF精炼炉中进行进一步处理,通过精炼炉中高铝碱渣的作用,将钢中的磷元素进一步降低。

除了原料入炉和冶炼操作外,钢铁企业还可以采用在线监测和自动控制技术来实现对顶吹转炉钢中磷元素含量的准确控制。

提高转炉冶炼前期脱磷效率的工艺操作

提高转炉冶炼前期脱磷效率的工艺操作
( 州科 技馆 , 贵 贵州 贵 阳 5 0 0 ) 5 0 2
摘 要
尹 青
李 长 荣
( 贵州 大学材 料与 冶金 学院 , 州 贵 阳 5 0 0 ) 贵 5 0 3
针 对某 钢 厂 8 t 炉 脱 磷 效 率 低 的 问 题 , 转 炉 冶 炼 前 期脱 磷 的 热力 学 进 行 了 分 析 , 过 优 化 转 炉 的 装 料 0转 对 通
PRo CES S oPERATI oN F THE o DEPH o S PH o RI ZATI oN EFFI ENCY M PRo VEM ENT CI I DURI NG PRE. M ELTI S NG PERI oD N I CoNVERTER
L in iJa
程脱 磷 的效 率取决 于炉 渣 的物 理 和化学性 质 。在转
炉 吹炼前 期 实现 有效地脱 磷 , 有利 于保证 冶炼 中、 后
理 设备 , 进人 转炉 的 铁 水 由 于磷 、 含 量 较 高 , 磷 锰 且
期 的脱碳 升 温和 终点控 制 。这 不仅 可 以在不 增加 冶
炼设 备 的条 件下 , 使转 炉热效 率大 大提高 , 且可 以 而
极好 的优势 , 同时通 过 加 大前 期 熔 池 搅 拌 强 度 来 获
升高 , 铁水 中的碳 开始 氧化 , 此时 如果 炉 渣 中 的 F O e
钢 水 温度 。
熔 渣 中的 4 a P0 为 固态 , C O・ 其活度系数可近似 看作 1 由于 4 a ・ 与 P0 , CO P0 的摩尔 分数相 同 , 式 () 3 中的 ac .o o P 。 2可代之 以 置c .o或 P P o2 2 。而 当将 o 熔渣 中 口。的活度 系数近似看作 1 , 有 : 。 时 则
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v re sp o wa d t ov r d to obe . e iri utfr r o s le p o ucin pr lms
Ke r s L o v r r e h s h rz t n p o e s e h s h rz t n o l n se l lg b set y wo d : D c n et ;d p o p 0iai r c s ;rp o p o ai f e 0 i o mot te ;s a ii e a y
的稳定 性。另外 , 脱磷 反 应 是放 热反 应 , 度低 于 温
件。当要求冶炼终点 [ ] 高时 , P偏 视温度和炉渣情况
个别钢种如 E 7 S一 R 0 6焊丝 系列 及 H 8 n O M A焊条 系 列要求磷含量低于 00 0 以下。 .2 %
工人的操作失误 出发 , 寻找 出影 响氧气 顶吹转 炉脱
磷及 回磷的因素 , 结合实际生产 , 摸索 出一套 有效的 预防措施 , 解决生产 中出现的磷 高问题 。
Gu o Yun e fi
( t l kn l t Se - igPa ) e ma n
Ab t a t B n l z g a e t g fco s d r gt e d p o p oiai n o 0 D c n e tr h a t r f ci gd p o — s r c : y a ay i f ci a tr u i h e h s h rz t f3 tL o v r .T ef co saf t e h s n n n o e e n p o z t n a e fu d b s d o e te mo y a c n iei so e h s h rz t n r a t n a ela e p n i l f h r ai x n a e n t h r d n misa d k n t f p o p o ai e c o sw l s t r c pe o i o o h c d i o i h i rd x r a t n o h s h r s i te — kn rc s .T e o e ai n meh d o pi z g d p o p o z t n o D Ol e o e ci fp o p o u n s lma i g p o e s h p r t t o fo t o e o mii e h s h r ai fL C I n i o -
在 炼钢 过 程 中的 氧 化还 原 反 应 原 理 出发 , 找 出影 响 氧 气顶 吹 转 炉脱 磷 的 因素 , 合 实 际 生产 , 出 了优 化 顶 寻 结 提
吹转炉脱磷工艺的操作 方法 , 解决生产 中出现的磷 高问题。
关 键词 : 顶吹转炉 脱磷工艺 钢水回磷 炉渣碱度
An l sso p s o ia i n Fa t r fLD nv r e nd Opt i e e a i n a y i n De ho ph rz to c o so Co e t r a i z d Op r to m
吨的氧气顶 吹转炉三座 , 具备年产钢 2 0万余 吨, 4 平
均冶炼周期不 到 2 2分钟 , 有冶炼 速度 快 、 具 周期 短 的特点。近年来 , 用户对低磷钢 的需求 大大增加 , 对 钢 中磷 的质量分 数提 出了很高 的要求 , 钢厂 目前 炼
冶炼的钢种 要求磷 含量低 于 0 05 占 3 %左 右 ; .2% 0
实际操作中经 常出现石灰加入很多 , 终点 [ ] P 仍然较
高 的现象 , 其原 因就是炉渣 没有化透或温度太高 。 实践证 明, 只要炉渣碱度达 到 3 0左右 , . 炉渣化 透并含有适 量 的 ( e , F O) 就能 满足 一般 钢种脱磷 条
办法是降低 PO 活度 a PO ) 提高 PO 在钢渣 中 ( : , :
磷对大多数 钢种是有 害元 素 , 它能 使加工性 能
与使用性 能 恶 化 。一 般 钢 种 成 品要 求 含 磷 量 ≤ 0 00 , .4 % 优质钢种含磷量要求 ≤0 00 ~ .3 % , .1 % 000过 程 中磷 的氧化还 原
l 4
望 竖 蛏
南钢 科技与管 理
21 00年第 4期

分析探讨 嚏 蚝
氧 气顶吹 转炉 脱磷 影响 因素分析 及操作 工 艺的优 化
郭 云 飞
( 钢厂) 炼
摘 要 : 0 氧气顶吹转炉脱磷过程的影响因素作了分析, 对3 t 在脱磷反应热力学和动力学分析的基础上, 从磷
在炼钢温度下 , P 和 [ 相平衡 的 P 0 [ ] 0] 2 的分
21 00年第 4期
南钢科 技与管 理
1 5
压力很低 , 能 因 P O 不 的汽 化 而脱 磷 。一 般 认 为 PO 以液态形式进入渣中 , P O 在钢渣 中很不稳 : 但 定, 不能仅靠 氧化去磷 。在 炼钢 过程 中大 量去 磷 的
前 言
负面影 响 。炼钢过程 中的磷是 由金属料 和造渣材
转炉炼 钢厂建 于 17 9 1年 , 目前有 公称 容量 3 0
料带入 , 其含量均高于成 品钢 的要 求。因此 , 脱磷是 炼钢过程的基本 任务之一。
在炼钢过程 中, 磷是一个多变 的元素 , 在转炉 内 既可以氧化 , 可 以还原 , 又 出钢后 还 要发 生 回磷现 象 。本文研究钢水中磷的氧化 以及钢包 内钢水 回磷 的机理 , 从磷 在炼 钢过程 中的氧化还原 反应原 理及
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