LF精煉過程多元渣系的熱力學(xué)成分優(yōu)化研究.pdf

1、根據(jù)某鋼廠的調(diào)研,為了更增進精煉過程中脫氧脫硫效果、縮短精煉周期、控制鋼液中硬質(zhì)脆性大顆粒夾雜物,以減小精煉能耗及成本,以42CrMoA鋼為例,研究多元渣系在精煉過程中的脫硫,選擇合理的渣系、確定渣成分、配比和渣量極為重要。
　　本課題針對 CaO-Al2O3-SiO2-MgO、 CaO-Al2O3-SiO2-MgO-FeO、CaO-Al2O3-SiO2-MgO-MnO、CaO-Al2O3-SiO2-MgO-MnO-FeO四種精煉

2、渣分別在冶煉42CrMoA鋼精煉過程的脫硫進行了熱力學(xué)研究,采用KTH模型建立硫容量模型、借助Factsage6.3.1熱力學(xué)軟件及Origin8.5繪圖軟件建立硫平衡分配比模型及活度模型,結(jié)合建立的模型,并分析影響脫硫的因素,最后優(yōu)化出硫容量與硫平衡分配比最大,適合生成低熔點復(fù)合夾雜的最佳的脫硫渣成分。
　　對于CaO-Al2O3-SiO2-MgO渣系,硫容量隨堿度和溫度的增加而增大,隨MgO和Al2O3含量的增多而降低;CaO

3、/SiO2在4-6時,硫容量最大脫硫能力相對最好, CaO/Al2O3對硫容量的影響不大,在1-2可得到較大的硫容量。當(dāng)硫平衡分配比較大時相應(yīng)的最佳成分為CaO=50-55％,SiO2=4-6%,Al2O3=40-43%,MgO=4-8%。當(dāng)MgO的含量增多時CaO的液相區(qū)域減小,Al2O3的活度隨著CaO含量的增加而增大,隨著Al2O3含量的增大而減小;當(dāng)w(MgO)=4%、8%、12%、15%時,SiO2分別在20-30%、25-4

4、5%、27-40%及40%左右時,CaO和Al2O3對Al2O3活度的影響出現(xiàn)拐點;隨著 CaO含量的增加,CaO活度增加,而 SiO2含量增加導(dǎo)致 CaO活度降低;適合生成低熔點復(fù)合鈣鋁酸鹽夾雜物的目標(biāo)精煉渣成分為CaO=45-55%、SiO2=0-8%、Al2O3=30-45%、MgO=4-8%。
　　對CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣系,先采用正交設(shè)計方法得到Al2O3對渣系的硫容量影響最大,KTH模型的分析是

5、 FeO增多硫容量變化不大,堿度≥4.7、
　　CaO/Al2O3為0.7-1.25時,渣系可獲得較低的熔點。LS隨FeO含量的增多而降低,當(dāng) LS達到最大時,相應(yīng)成分范圍是 w(CaO)=54-57%、w(SiO2)=7-10%、w(Al2O3)=28-35%、 w(MgO)=6%; w(CaO)=51-58%、 w(SiO2)=3-10%、w(Al2O3)=30-38%、w(MgO)=8%。適合生產(chǎn)低熔點復(fù)合鈣鋁酸鹽的精煉渣成

6、分范圍為:CaO48-60%、SiO2≤10.28%、Al2O329-40%、MgO6%、FeO0.5%。
　　在CaO-SiO2-Al2O3-MgO-MnO渣系中MnO變化對硫容量影響不大,當(dāng)堿度較高時MnO的增多使硫容量稍稍減小;堿度≥4.7、CaO/Al2O3為0.7-1.22,渣的熔點較低。LS最大時對應(yīng)的精煉渣成分分別為:CaO53-58%、SiO28-11%、Al2O335-40%、MgO6%、MnO0.5%;CaO5

7、1-55%、SiO25-10%、Al2O334-38%、MgO10%、MnO0.5%。適合生產(chǎn)低熔點復(fù)合鈣鋁酸鹽的精煉渣成分范圍為:CaO46-57%、SiO2≤9.91%、Al2O326-42%、MgO6%、MnO0.5%。五元MnO系與FeO系的脫硫?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn),相同含量下的MnO渣系脫硫能力稍差于FeO渣系。
　　在CaO-SiO2-Al2O3-MgO-MnO-FeO中MnO和FeO含量對硫容量的影響不大,堿度≥4.5、CaO/

8、Al2O3為0.67-1.25時,渣系處在低熔點的范圍。LS達到最大時,對應(yīng)的CaO-SiO2-Al2O3-MgO-MnO-FeO渣系的成分范圍分別是CaO52-58%、SiO29-13%、Al2O330-40%、MgO6%、MnO0.5%、FeO0.5%;CaO50-56%、SiO25-10%、Al2O332-38%、MgO8%、MnO0.5%、FeO0.5%;CaO50-55%、SiO25-8%、Al2O335-40%、MgO10%