在鋼鐵行業(yè)持續(xù)低迷的大環(huán)境下,為降低生產(chǎn)成本,很多企業(yè)在綜合考慮鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐“雙渣法”和“雙聯(lián)法”脫磷的基礎(chǔ)上,希望在轉(zhuǎn)爐內(nèi)將磷含量控制在合理的水平,因此研究高效低成本轉(zhuǎn)爐脫磷工藝十分必要。 本文以熱力學(xué)為基礎(chǔ),系統(tǒng)分析了各個(gè)影響因素(包括堿度、FetO含量、P205含量、MgO含量、MnO含量以及溫度)對(duì)脫磷反應(yīng)的影響規(guī)律,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室脫磷高溫實(shí)驗(yàn)研究,確定高效脫磷渣系：(%CaO)=49%～54%、(%SiO2)=15%～20%、(%FetO)=15%-20%、(%MgO)=6%-8%、(%MnO)6%,(%P2O5)3%。經(jīng)工業(yè)驗(yàn)證,可將轉(zhuǎn)爐磷含量控制在0.027%,優(yōu)于原渣系的0.033%。通過(guò)數(shù)值模擬建立了轉(zhuǎn)爐流場(chǎng)數(shù)值模擬模型和脫磷反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,研究各工藝參數(shù)對(duì)鋼水流場(chǎng)和脫磷效果的影響,提出如下最優(yōu)工藝參數(shù)：①采用改進(jìn)后氧槍,喉口直徑擴(kuò)大為37.3mm,噴孔傾角提高為12。；②冶煉過(guò)程中,選取高低槍位搭配使用的方法；③氧槍供氧壓力控制在0.8MPa或略高。根據(jù)高效脫磷渣系和最優(yōu)工藝參數(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐,達(dá)到轉(zhuǎn)爐高效脫磷、降低冶煉成本目的。 在循環(huán)利用和精確控制的前提下,降低原料成本是轉(zhuǎn)爐低成本脫磷的關(guān)鍵措施。本文以石灰石代替石灰,研究低成本脫磷工藝。通過(guò)轉(zhuǎn)爐物料平衡、熱平衡計(jì)算以及多元多相平衡計(jì)算可知,理論上石灰石置換比可以達(dá)到100%,石灰石分解產(chǎn)生的C02相當(dāng)于增加約12.5%的02的氧化效果,噸鋼成本最多可降低60元。為了更好指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐,本文進(jìn)行了石灰石脫磷高溫模擬實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明石灰石置換比為40%和60%時(shí)脫磷效果最好。石灰石置換比的選取應(yīng)當(dāng)權(quán)衡生產(chǎn)成本和脫磷效率兩個(gè)方面,置換比為60%時(shí),脫磷成本更低,置換比為40%時(shí),脫磷效率更高。 根據(jù)以上研究結(jié)果,本文對(duì)轉(zhuǎn)爐石灰石脫磷工藝進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)。考慮到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)穩(wěn)定性和安全性,工業(yè)試驗(yàn)過(guò)程中依次增加石灰石的加入量(1.5t/爐,2t/爐,3t/爐),最終確定石灰石煉鋼的最優(yōu)方案：石灰石加入量為3t,石灰加入量為2.5t,鎂球加入量為0.43t,燒結(jié)礦加入量為0.4t,輕燒白云石加入量為0.6t。該方案石灰石置換比為41%,噸鋼可降低成本為10.6元。
【學(xué)位單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TF713
【部分圖文】：

留在爐內(nèi)用于下一爐脫磷吹煉。MURC工藝冶煉周期約33~35rniii,工藝流程見(jiàn)圖2-6。采用這種工藝，通常鐵水和脫碳澄物流方向相反，廢鋼比高，堿度低（Ca0/Si02￡2)、T.Fe>8%.低溫（約1350°C)操作，可達(dá)到高效脫磷，減少煉鋼澄量和石灰用量。-12 -

給出了a愒誄魏透忠杭淶姆峙潯萙p與溫度和鋼液碳含量的關(guān)系（渣成分固定），如圖2-7所示。15 r'4'o".;,Cab-20%Si02--i ?%' - iFeO-7%M?tr:.. 、、.、，1。一卜 J% 3^ 1 900 5 4圖2-7遣成分一定時(shí)溫度和碳含量對(duì)JLp的影響一些較為復(fù)雜的熱力學(xué)計(jì)算如多元多相平衡計(jì)算，計(jì)算條件和步驟較為繁雜，通過(guò)集成了熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件FactSage中的Equilib模塊來(lái)計(jì)算可以節(jié)省建模時(shí)間。張洪彪_利用熱力學(xué)計(jì)算軟件FactSage，建立了脫磷的多元多相平衡的熱力學(xué)模型，探究了爐澄成分和溫度等因素對(duì)終點(diǎn)磷含量的影響。軟件計(jì)算-16-

CFD模型與熱力學(xué)反應(yīng)模型動(dòng)態(tài)錫合計(jì)算結(jié)果示意圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郝寶升;金光男;高杰超;馬恩恕;;頂?shù)讖?fù)合吹煉法水力模型試驗(yàn)(頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)研究之二)[J];鞍鋼技術(shù);1982年08期

2 夏元英;王炬;王維春;;復(fù)吹轉(zhuǎn)爐最佳底槍布置及有關(guān)參數(shù)的研究[J];鞍鋼技術(shù);1989年01期

3 齊志宇;袁興文;李子英;董連凱;;鞍鋼100t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝實(shí)踐[J];鞍鋼技術(shù);2008年02期

4 李宏;馮佳;李永卿;郭洛方;宋文臣;;轉(zhuǎn)爐煉鋼前期石灰石分解及CO_2氧化作用的熱力學(xué)分析[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年S1期

5 吳宗良;;氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐前期脫磷的動(dòng)力學(xué)探討[J];包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào);1983年Z1期

6 李偉，賀友多;轉(zhuǎn)爐底吹氣體過(guò)程中的三維數(shù)學(xué)模型[J];包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào);1994年01期

7 朱英雄,于華財(cái),宋滿堂,馬春生,鄧開文;120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐水模研究[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);1996年01期

8 任敦長(zhǎng);朱小平;謝傳樹;;轉(zhuǎn)爐底部風(fēng)口布置和流動(dòng)特性的冷態(tài)研究[J];鋼鐵研究;1987年01期

9 白瑞國(guó);呂明;朱榮;鮑翔;張興利;高海;;150t轉(zhuǎn)爐噴粉提釩的水模擬研究[J];鋼鐵;2012年10期

10 張淵普;李媛;李獻(xiàn)忠;;130t轉(zhuǎn)爐脫磷研究[J];鄂鋼科技;2010年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 刁江;中高磷鐵水轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)脫磷的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];重慶大學(xué);2010年

2 劉坤;超音速聚合射流氧槍射流行為的數(shù)學(xué)物理模擬研究[D];東北大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2817540