lf精煉渣脫硫能力優(yōu)化與循環(huán)利用-全文預(yù)覽
【正文】 25~315~14~渣樣（終）31~375~12~22~306~14~從實(shí)踐結(jié)果看，實(shí)驗(yàn)與預(yù)期的理論分析基本上吻合，在采用少量的LF精煉爐棄渣（80kg/爐）配加石灰的工藝模式中間，鋼包的頂渣與傳統(tǒng)工藝的頂渣相似，即存在石灰沒(méi)有完全熔化，在頂渣內(nèi)結(jié)塊的現(xiàn)象，鋼水澆鑄有結(jié)瘤的現(xiàn)象，使用效果上比使用鋼包改質(zhì)鋁渣球的效果差；而使用160kg以上的爐次，頂渣基本上全部熔化，頂渣較稀，鋼水在連鑄的澆鑄情況較好，無(wú)結(jié)瘤跡象，這與頂渣充分吸收鋼水中間的夾雜物有密切的關(guān)系，使用效果與東北某大學(xué)提供的鋼水凈化劑不相上下，鋼水中間的氧含量W[O]%由出鋼前的500106~650106下降到15106以下，但是成本僅有鋼水凈化劑的六分之一，這與文獻(xiàn)的描述一致。~，鋁鐵的鋁含量為49%。其中該鋼種的主要成分范圍如下表5：CSiMnPSAlsCr+Ni+Cu≤≤~≤≤~≤表5 SPHC的成分范圍W%在參考相關(guān)的文獻(xiàn)以后，我們采用了兩種使用方式在冶煉該鋼種的工藝過(guò)程中進(jìn)行試驗(yàn)：出鋼終點(diǎn)碳含量W[C]%%~%之間，即轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量控制較好的情況下，出鋼過(guò)程中全部使用LF精煉爐棄渣，~4kg，不加石灰和其他任何的脫氧渣料，合金化脫氧的工藝不變。選用的時(shí)候，進(jìn)行人工挑揀。該廠產(chǎn)生的LF精煉爐棄渣，按照不同階段結(jié)晶析出降溫以后，分為粉狀部分和塊狀部分兩大類(lèi)。白渣中間的硅酸二鈣粉化以后，成為粒度小于1mm的粉末狀渣粒，極易隨風(fēng)起舞，也容易在裝卸過(guò)程中漫天飛舞，是精煉爐棄渣產(chǎn)生污染的最主要的原因，其中粉化部分的總量占LF精煉爐棄渣的三分之一。在LF精煉爐棄渣的組分中間，熔點(diǎn)最高，含量相對(duì)較高的組分是硅酸二鈣（2130℃）首先析出，析出結(jié)晶凝固以后，隨著溫度的進(jìn)一步的降低，會(huì)發(fā)生γ2Ca0過(guò) 程 脫 硫 率 % ~ %， %。從而保證了鋼包渣具有較強(qiáng)的脫硫能力。處理過(guò)程吹氬模式見(jiàn)圖1。 LF在處理開(kāi)始，先采用大流量吹氬方式吹開(kāi)表面的渣層，加入第１。為此，通過(guò)在出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)加入活性石灰和螢石，以及在LF處理過(guò)程增加高堿度渣料的加入，控制鋼包渣中ｗ（CaO）＝55%~65%，ｗ（SiO2）≈10%，將堿度控制在較高區(qū)間。為提高LF的脫硫效果，在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程和LF工序加入鋼包渣還原材料，來(lái)降低鋼包渣氧化性，形成白渣精煉。4 LF精煉渣脫硫工藝優(yōu)化方法與精煉渣循環(huán)利用 攀鋼LF精煉渣脫硫工藝優(yōu)化攀鋼目前有５座LF，之前在生產(chǎn)過(guò)程中主要承擔(dān)加熱升溫和調(diào)整合金成分任務(wù)。爐渣脫硫的熱力學(xué)條件是：爐渣堿度，渣中不穩(wěn)定氧化物的含量，以及渣料和溫度。LF精煉過(guò)程中爐內(nèi)傳質(zhì)方程用下式所示：式中J為物質(zhì)擴(kuò)散通量，A為渣鋼接觸面積，D為物質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)；δ為邊界層厚度； 為物質(zhì)濃度梯度。具體地來(lái)說(shuō)，希望是真空或者氬氣氣氛，而且采用堿性氧化物作為鋼包耐火材料。在硫分配比和硫容量之間，存在以下關(guān)系： lg LS = lg CS + lg?S lgaO 465/T 964 為了用少量的渣制造極低硫鋼，要選擇硫容量大的渣系，進(jìn)行強(qiáng)脫氧，并在高溫下進(jìn)行脫硫。爐渣的脫硫能力一般用硫在渣金屬間的分配比 (LS=ω(S)/ ω[S])表示。表示了各種渣共存條件下的鋼水成分和硫的濃度的平衡關(guān)系。由反應(yīng)式可知，渣中的 CaO (O2)的活度越大，CaS(S2)的活度越小，且鋼水中的氧含量低，硫的活度大一些，脫硫反應(yīng)易于進(jìn)行。顆粒狀劑加入鋼包時(shí),不會(huì)產(chǎn)生粉塵飛揚(yáng)而污染環(huán)境和使物料損失。因此,精煉渣中MnO、FeO要盡量的低。也可以在渣中加入脫氧劑,如Al粒、Si2Fe、RE等,提高渣的精煉能力。通常精煉渣分為高堿度渣和低堿度渣,一般堿度(CaO/SiO2)大于2為高堿度渣,高堿度渣適用于一般鋁鎮(zhèn)靜鋼二次精煉,在鋼水脫硫等方面具有較好的效果。精煉渣的基礎(chǔ)渣一般多選CaO2SiO22Al2O3系三元相圖的低熔點(diǎn)位置的渣系。(6)防止鋼液二次氧化和保溫作用。(2)深脫氧。（1）要有較高的硫容量（2）(FeO+MnO)含量低，具有強(qiáng)還原性（3）P2O5應(yīng)盡量低（4）必須有較好的流動(dòng)性，即合適的熔點(diǎn)及粘度（5）吸收非金屬夾雜物能力強(qiáng)（6）有較好的絕熱性能（7）對(duì)包襯耐火材料侵蝕輕微即要求有良好的泡沫渣（8）有一定的比電導(dǎo)，在加熱時(shí)可以埋弧工作(LF)精煉用渣的功能和配制鋼包精煉爐已成為現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)短流程中不可缺少的一道工序。通過(guò)鋼渣接觸、氬氣攪拌，鋼中[Al]也直接同渣中的（FeO）起反應(yīng)。熔渣的堿度對(duì)αFeO數(shù)值的影響起著重要的調(diào)整作用。堿度提高可使鋼中平衡氧降低。渣指數(shù)(=Ca0/Si02:A1203比值)反映了精煉渣在一定的堿度下，爐渣的流動(dòng)性。多用于鋁鎮(zhèn)靜鋼，取代CaOCaF2渣系，可減弱高含量CaF2的危害；維持較高的CaO/Al2O3對(duì)也能具有良好的脫硫能力，研究認(rèn)為，鈣鋁酸鹽與鈣硅酸鹽相比，對(duì)硫的吸收速度和硫化物的允許容量更大；對(duì)夾雜物吸收能力強(qiáng)于CaOCaF2渣系，生成C12A7低熔點(diǎn)夾雜易于上浮排除；實(shí)際生產(chǎn)中充分發(fā)揮好CaO－Al2O3渣系的脫硫和去夾雜能力關(guān)鍵在于控制渣中較低的SiO2。Ca0Al203脫硫渣的成本昂貴，為了降低成本，前蘇聯(lián)研究了用石灰石—粘土磚或者石灰高嶺土渣代替CaOA1203合成渣，并進(jìn)行了相關(guān)的工業(yè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)研究表明當(dāng)R，隨著堿度增加，LS隨之增加，而當(dāng)R，若再繼續(xù)增加堿度R反而下降。當(dāng)Ca0/A1203的比值增加，lgKs(渣中硫含量)顯著增加。成渣中Ca0與CaF2的比例要適當(dāng)，比值若過(guò)高，則渣中Ca0含量較高，使合成渣熔點(diǎn)過(guò)高，流動(dòng)性較差，從而影響精煉效果；比值過(guò)低，則渣中CaF2含量較高，對(duì)Ca0起了稀釋作用，不利于脫硫。LF固態(tài)精煉爐棄渣在結(jié)晶凝固過(guò)程中形成不同的礦物組織、將其中的有益部分用于煉鋼生產(chǎn)，是規(guī)模化利用LF精煉爐棄渣潛在價(jià)值的有效途徑。同高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣相比，精煉渣的利用率較低， LF 精煉渣的堿度高、硬度大，不能像轉(zhuǎn)爐鋼渣那樣可以回收含鐵的原料。力求找出各工藝因素對(duì)脫硫影響的特征，得出優(yōu)化結(jié)果、穩(wěn)定脫硫工藝。其中 LF合成渣精煉可以更好完成脫硫、脫氧、去除有害夾雜物的作用。在70年代初期，日本大同特殊鋼公司的大森廠，研究人員自己總結(jié)和消化 ASEA一SKF、VOD和 VAD等精煉技術(shù)方法的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)研究了 LF精煉法。歐洲生產(chǎn)的鋼材產(chǎn)品中大批量ω[S]≤%，小批量ω[S]≤%，少數(shù)特別優(yōu)質(zhì)鋼ω[S]≤%。為此，通過(guò)優(yōu)化LF工藝，提高精煉過(guò)程脫硫能力，可實(shí)現(xiàn)低硫鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)。FeS的熔點(diǎn)為 1190℃，而且在 9001200℃的溫度范圍內(nèi)，還會(huì)形成低熔點(diǎn)的共晶體，這種低熔點(diǎn)的共晶體是應(yīng)力集中點(diǎn)，這樣，硫在鐵中作用導(dǎo)致鋼的熱脆性。slag，desulfurization，cyclic utilization 1 前言 硫的主要危害硫能引起熱脆。同時(shí)，LF 精煉廢渣帶來(lái)的堆放占地和環(huán)境污染日益突出等問(wèn)題，開(kāi)展精煉廢渣資源循環(huán)利用的研究對(duì)于環(huán)境保護(hù)和鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排具有重要意義。LF精煉爐優(yōu)化了轉(zhuǎn)爐和連鑄
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