我國釩鈦磁鐵礦資源豐富,以鐵為主,共伴生鈦、釩等元素,其中釩資源占全國的53%,鈦資源占全國的95%。釩鈦磁鐵礦儲量居我國鐵礦第三位,是低合金高強度鋼、重軌鋼、釩電池、航天材料等國家重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的原料,戰(zhàn)略地位非常突出。釩鈦磁鐵礦綜合利用形式主要有“高爐法”和“非高爐法”兩種,其中“高爐-預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄”工藝仍是當(dāng)前最主要的形式�！案郀t法”冶煉釩鈦磁鐵礦工藝的鐵水/半鋼預(yù)處理脫硫過程十分復(fù)雜,鐵水脫硫存在終點硫高、回硫多、鐵損大、溫降大等問題,半鋼脫硫存在鐵損大、扒渣難等問題,且釩鈦對脫硫過程的影響機制尚不明確。針對上述問題,本文系統(tǒng)研究了釩鈦及其氧化物對鐵水/半鋼脫硫的影響機制,重點分析了含釩鈦爐渣對脫硫及回硫控制的影響,并探究了噴吹脫硫過程中的溫降因素,為提高釩鈦鐵水/半鋼預(yù)脫硫效果提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:(1)基于V-Ti-C-O-S熱力學(xué)模型,結(jié)合高溫脫硫?qū)嶒?分析了釩鈦對CaO脫硫的影響。并闡明了鈦對硫傳質(zhì)作用的機理:鈦與CaO中的氧結(jié)合生成高熔點TiO2、CaTiO3包裹在CaO表面,阻礙硫在脫硫產(chǎn)物層的傳質(zhì);鈦與碳反應(yīng)生成碳化物,增加鐵液中固相顆粒...

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 鐵水預(yù)脫硫情況介紹
        2.1.1 鐵水預(yù)脫硫的發(fā)展概況
        2.1.2 釩鈦鐵水/半鋼脫硫特點
    2.2 CaO+Mg噴吹脫硫的研究現(xiàn)狀
        2.2.1 脫硫反應(yīng)機理
        2.2.2 溫度和添加劑對脫硫的影響
        2.2.3 釩鈦等元素在脫硫中的作用
    2.3 爐渣脫硫作用的研究現(xiàn)狀
        2.3.1 頂渣脫硫機理
        2.3.2 回硫控制
        2.3.3 含釩/鈦氧化物爐渣性能
    2.4 噴吹脫硫溫降以及成本分析的研究現(xiàn)狀
        2.4.1 溫降控制模型
        2.4.2 脫硫成本分析
    2.5 課題研究意義及內(nèi)容
        2.5.1 研究背景及意義
        2.5.2 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
3 V、Ti鐵水/半鋼成分對預(yù)脫硫效果的影響
    3.1 鐵水/半鋼成分以及脫硫劑組成對比
    3.2 噴吹CaO+Mg脫硫熱力學(xué)計算
        3.2.1 C、Si、Mn、V和Ti對硫活度的影響
        3.2.2 C、Si、Mn、V和Ti對脫硫反應(yīng)的影響
        3.2.3 不同脫硫反應(yīng)的平衡硫含量
    3.3 V、Ti對CaO脫硫的影響機理
        3.3.1 實驗設(shè)計
        3.3.2 V、Ti對CaO脫硫反應(yīng)的影響
        3.3.3 V、Ti對CaO脫硫速率的影響
        3.3.4 Ti-S反應(yīng)脫硫分析
    3.4 Mg對V、Ti鐵水/半鋼脫硫的影響
        3.4.1 實驗設(shè)計
        3.4.2 結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
4 V、Ti鐵水/半鋼頂渣渣量及成分對脫硫的影響
    4.1 噴粉脫硫過程中頂渣脫硫分析
        4.1.1 V、Ti鐵水/半鋼渣-鐵界面脫硫熱力學(xué)分析
        4.1.2 V、Ti鐵水/半鋼渣-鐵界面脫硫動力學(xué)分析
    4.2 含釩鈦氧化物頂渣的平衡硫分配比Ls模型
        4.2.1 實驗方案
        4.2.2 基于爐渣結(jié)構(gòu)離子分子理論的Ls模型
        4.2.3 V、Ti氧化物對頂渣Ls的影響
    4.3 鐵水脫硫劑中Na₂O和Al₂O₃添加量對頂渣脫硫的影響
        4.3.1 實驗方案
        4.3.2 Na₂O和Al₂O₃對頂渣脫硫速率的影響
        4.3.3 Na₂O和Al₂O₃對渣-鐵硫容量的影響
    4.4 V₂O₃-TiO₂-Fe_tO系半鋼脫硫渣性能研究
        4.4.1 實驗方案
        4.4.2 FeO含量對半鋼頂渣脫硫的影響
        4.4.3 V、Ti半鋼脫硫渣堿度研究
    4.5 本章小結(jié)
5 V、Ti鐵水/半鋼預(yù)脫硫后的渣態(tài)調(diào)控
    5.1 V、Ti鐵水/半鋼脫硫渣情況分析
    5.2 從硫容量角度分析調(diào)渣劑對回硫的影響
        5.2.1 渣-鐵硫容量
        5.2.2 V、Ti鐵水/半鋼脫硫渣系硫容量模型的選擇
        5.2.3 脫硫渣成分對硫容量的影響
    5.3 從熔點和黏度分析調(diào)渣劑對回硫的影響
        5.3.1 成分對V、Ti脫硫渣熔點的影響
        5.3.2 成分對V、Ti脫硫渣黏度的影響
    5.4 鐵水B₂O₃+Na₂O系和半鋼CaO系調(diào)渣劑設(shè)計
        5.4.1 實驗方案
        5.4.2 實驗結(jié)果及分析討論
    5.5 本章小結(jié)
6 V、Ti鐵水/半鋼脫硫過程中溫降控制及成本分析
    6.1 影響鐵水/半鋼脫硫預(yù)處理過程溫降的因素
        6.1.1 加熱脫硫劑和載氣消耗
        6.1.2 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
        6.1.3 經(jīng)爐襯的散熱
        6.1.4 經(jīng)爐渣層的散熱
    6.2 降低預(yù)脫硫過程溫降的可行性措施
    6.3 鐵水/半鋼預(yù)脫硫過程成本比較
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    結(jié)論
    創(chuàng)新點
    展望
參考文獻
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3813821