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承钢铁水预脱硫提钒及半钢脱磷工艺优化研究

韩永辉  
【摘要】:以钒钛磁铁矿为原料的钢厂,由于需要最大限度地回收利用钒资源,生产工艺与其他钢厂有较大不同。针对含钒铁水预处理工艺,至今尚缺乏系统深入的研究。本文研究工作包括:铁水包复合喷吹脱硫工艺优化研究;转炉提钒动力学优化研究,转炉提钒终点控制模型研究;转炉出半钢过程钢包脱磷工艺研究。取得以下主要研究成果:(1)通过铁水包脱硫复合喷吹试验,研究喷吹速率对脱硫剂消耗的影响确定了合理的喷枪枪位;研究脱硫剂喷吹速率及配比对脱硫效果的影响,确定了合理的物料配比及喷吹速率;铁水中Si、Ti含量和温度对脱硫终点命中率有明显影响,应根据铁水条件调整喷吹速率,提高终点硫命中率。(2)在转炉提钒过程应用旋流氧枪,通过水模型试验和工业试验验证了旋流氧枪优化转炉提钒效果,旋流氧枪可明显提高转炉提钒的动力学条件和氧气利用效率,半钢中C含量提高了 0.17%,V的氧化率提高了 3.6%基于供氧量和炉气分析建立了转炉提钒终点控制模型,通过工业试验对控制模型进行了验证,半钢C含量命中率87%,V含量命中率93%,满足终点控制要求。(3)对钢包脱磷工艺开展了热模拟试验、数值模拟计算、水模型试验和工业试验。研究开发了转炉出半钢过程钢包脱磷的供氧技术,设计出一种向钢包供氧的专用氧枪,在出半钢过程向钢包吹氧,提高了半钢流动性和氧化性。通过研究不同顶吹和底吹氧枪参数对熔池流场的影响,确定了顶吹氧枪和底吹布置方式和参数,研究开发了元素[P]向钢渣界面快速传质和界面迅速反应技术。从而开发出转炉出半钢过程在钢包中进行脱磷的在线工艺,经工业试验验证,脱磷率平均达到51.8%。(4)将含钒铁水复合喷吹脱硫、提钒过程同时脱硅及出半钢过程脱磷技术相结合,形成了新型含钒铁水预处理工艺,取得了良好的冶金效果,降低了半钢炼钢转炉的生产负担。


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