CAS-OB噴粉精煉過程模擬研究.pdf

1、CAS-OB工藝具有精確的鋼水成分微調(diào)功能，同時(shí)可以添加發(fā)熱劑并吹氧快速加熱鋼液，在眾多的鋼水爐外精煉方法中占有重要的地位。同時(shí)，CAS工藝本身具有的低廉、簡便和準(zhǔn)確的特點(diǎn)，特別適應(yīng)鋼鐵工業(yè)以低成本冶煉優(yōu)質(zhì)鋼的發(fā)展趨勢。因此，積極開發(fā)其潛在功能，盡可能發(fā)揮其巨大作用是十分必要的。在CAS-OB精煉工藝中增加浸入式噴粉技術(shù)，將能夠在原有鋼水升溫、脫氧、合金化、吹氣去除夾雜物等精煉功能的基礎(chǔ)上，增加鋼水脫硫和夾雜物變性處理功能，實(shí)現(xiàn)CAS-

2、OB工藝的多功能化。本文對(duì)CAS-OB噴粉精煉過程進(jìn)行了深入系統(tǒng)的模擬研究，主要工作分為以下四個(gè)部分： (1)在CAS-OB噴粉精煉過程物理模擬部分，本文以決定精煉效果的熔池均混時(shí)間、粉劑穿透比及粉劑在鋼水中平均停留時(shí)間等三個(gè)基本指標(biāo)為研究對(duì)象，通過物理模擬研究，獲得了影響精煉效果的三個(gè)基本指標(biāo)與各噴吹操作參數(shù)之間的定量關(guān)系式，并以這三個(gè)基本指標(biāo)為目標(biāo)對(duì)噴吹參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。 (2)考察了噴吹氣體、噴吹粉劑、過程化學(xué)反應(yīng)、

3、浸漬罩插入鋼水、鋼液面裸露以及包襯蓄熱等過程對(duì)鋼液溫降的影響，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)鋼液的能量守恒，建立了CAS-OB噴粉精煉過程溫降預(yù)測模型，并對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。通過模型計(jì)算，找到了引起鋼液溫降的主要原因，并對(duì)比CAS-OB噴粉過程溫降與IR噴粉過程溫降的計(jì)算結(jié)果，分析了兩種工藝之間的差別。 (3)根據(jù)CaO(+Al)、CaSi的脫硫機(jī)理，分別建立了充分體現(xiàn)熔池均混時(shí)間、粉劑穿透比及粉劑在鋼水中的平均停留時(shí)間等三個(gè)基本參數(shù)影響的脫硫過

4、程數(shù)學(xué)模型，并分析了不同工藝條件對(duì)脫硫速率的影響。對(duì)于噴吹CaSi脫硫過程，研究了鈣氣泡量和溶解鈣量對(duì)脫硫反應(yīng)的貢獻(xiàn)，提出了提高脫硫速率的措施。由于噴吹CaSi易產(chǎn)生噴濺以及使鋼液增硅，．因此提出了CaO(+Al)和CaSi復(fù)合噴吹工藝，在考慮了鋼水脫硫、夾雜物變性處理以及鋼水增硅的前提下，找到了復(fù)合粉劑中CaSi用量的下限值。 (4)在充分借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，建立了精煉過程Al<,2>O<,3>夾雜物生成與去除的數(shù)學(xué)模型

5、，對(duì)形核及擴(kuò)散長大、碰撞生長以及被熔渣吸附去除過程中夾雜物的總數(shù)及尺寸分布情況進(jìn)行了計(jì)算，同時(shí)，模型還計(jì)算了將Al<,2>O<,3>夾雜物變性為液態(tài)鈣鋁酸鹽所需要的溶解鈣量。 (5)考慮了鋼水升溫、脫氧、脫硫、夾雜物的變性處理以及鋼水帶渣的改質(zhì)等過程，建立了精煉過程粉劑配料的計(jì)算模型。給定處理前鋼水的成分、帶渣成分及重量、精煉目標(biāo)(包括精煉后鋼水氧含量、鋼水硫含量、鋼水溫度、爐渣成分等)以及噴粉時(shí)間，模型會(huì)給出噴吹粉劑的組成、