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《重庆大学》 2010年
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基于CaO-SiO_2-FetO-Na_2O(Al_2O_3)渣系的中高磷铁水脱磷动力学研究

冀成庆  
【摘要】: 近年来铁矿石价格逐年上涨,供需矛盾突出,国内钢铁企业迫于成本压力,纷纷寻求开发利用国内铁矿石资源,因此,国内高磷铁矿的开发利用提上了日程。高磷铁矿的使用,势必造成铁水磷含量偏高。转炉双联法冶炼工艺技术在日本和宝钢的成功应用,对中高磷铁水冶炼脱磷具有一定的借鉴和启发作用,在我国高磷铁矿的开发利用方面具有良好的应用前景。 为了提高脱磷效率,国内外研究者对铁水脱磷动力学进行了大量的研究,但是关于中高磷铁水脱磷动力学研究报道较少。考虑到采用常规的CaF_2作助熔剂会降低脱磷渣枸溶率,影响高磷炉渣的回收利用,为保证化渣效果,本研究中添加少量的Al__2O_3和Na_2O作助熔剂替代CaF_2,研究转炉脱磷温度条件下高氧化性CaO-SiO_2-FetO渣系对中高磷铁水脱磷动力学的影响,从表观脱磷速率常数kP、总传质系数kO、传质参量A·kO三方面对铁水脱磷动力学过程进行了解析,并采用修正的Robertson模型模拟中高磷铁水的脱磷过程。本文重庆市科技攻关项目(项目编号为CSTC,2008AB4018)的资助下,利用实验室条件,研究结论如下: ①添加少量2~6%的Na_2O和Al__2O_3含量可替代CaF_2,但其含量需控制在一定范围内。 ②CaO基脱磷剂中2~6%的Al__2O_3和Na_2O添加,加快了反应初期的脱磷速率。并在一定程度上提高了铁水的脱磷程度和脱磷率。Na_2O的添加,抑制了后期的回磷。脱碳渣配比为20%时,脱磷效果最为理想,脱磷率可达到95%以上,其分配比LP可达184.6。 ③实验炉次的kP在0.868~8.602×10~(-3) g/ (cm~2·s)之间,kP均与LP、碱度成反比;kO在0.005~0.024cm/s之间,各炉次前120s的A·kO的值在0.08~0.37cm~3/s之间。随着Na_2O、Al__2O_3的添加,kO提高。铁水及渣相中磷的扩散传质均影响中高磷铁水的脱磷速率;当LP小时渣铁混合传质的影响加大,而LP较大时,中高磷铁水脱磷主要由磷在铁液的扩散传质控制。 ④建立了修正的Robertson模型,得出了渣系组成以及铁水组分对渣金界面氧活度aO*的影响规律。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TF704.4

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