冶金实验研究-续.doc

LF炉高碱度精炼渣脱硫研究实验方案4.研究目标针对LF炉高碱度精炼渣的脱硫问题，通过研究高碱度精炼渣的CaO含量，以及熔化温度、粘度、脱硫率等指标，找到了高碱度精炼渣各成分含量的工艺参数，掌握了CaOA12O3一CaF2一SiO2四元渣系脱硫的方法，达到LF炉高碱度精炼渣脱硫的目标。（1）阐明随着市场对钢材质量要求的不断提高和我国钢铁企业在国际市=场中面临的竞争力，高品质洁净钢对钢中硫含量提出的要求越来越严格因此在冶炼过程中必须控制钢中硫含量，提高钢种的质量和性能。（2）掌握了CaOA12O3一CaF2一SiO2四元渣系脱硫的方法。（3）达到满足精炼渣对钢液脱硫效果的需求，提高精炼渣脱硫效率，进一步提高冶炼钢种的冶金性能的目的。5.研究内容炉外精炼技术在冶炼高品质的钢材中起到了非常重要的作用，是钢铁冶炼过程中不可或缺的环节，精炼渣性能的好坏直接关系到产品的质量和产品在市场中的竞争力，性能良好的精炼渣有助于提高产品的质量以及市场竞争力，同时还可以降低生产成本增加钢铁企业经济效益。5.1.1对基础渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同碱度对精炼渣脱硫效果的研究。通过改变CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2的碱度，研究不同碱度的精炼渣的脱硫效果及变化规律，结合这些规律，分析最佳碱度。5.1.2对基础渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同Al2O3含量对精炼渣脱硫效果的研究。通过改变CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中Al2O3的用量，研究不同Al2O3含量精炼渣的脱硫效果及变化规律，结合这些规律，分析最佳含量。5.1.3对基础渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同CaF2含量对精炼渣脱硫效果的研究。通过改变CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中CaF2的用量，研究不同CaF2含量精炼渣的脱硫效果及变化规律，结合这些规律，分析最佳含量。5.1.4对基础渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同MgO含量对精炼渣脱硫效果的研究。通过改变CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中MgO的用量，研究不同MgO含量精炼渣的脱硫效果及变化规律，结合这些规律，分析最佳含量。5.1.5对基础渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同BaO含量对精炼渣脱硫效果的研究。通过改变CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中BaO的用量，研究不同BaO含量精炼渣的脱硫效果及变化规律，结合这些规律，分析最佳含量。5.1.6对基础渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同的熔化温度、粘度对精炼渣脱硫效果的研究。通过改变CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中渣的熔化温度、粘度，研究不同熔化温度、粘度精炼渣的脱硫效果及变化规律，结合这些规律，分析最佳温度和粘度。5.2不同配比采用的基础渣系为CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2，并在精炼渣中配加适BaO，所用原料均为化学纯试剂，通过阅读文献并且结合现场的生产实践确定各组分的质量百分数如下：（1）精炼渣的碱度（二元碱度CaO%/SiO2%）控制在3%-5%；（2）BaO（试验中用碳酸钡替代BaO）的含量控制在6%-14%；（3）Al2O3 的含量控制在18%-28%；（4）CaF2 的含量控制在0%-10%；（5）MgO 的含量为7%。6.实验方案6.1设计方案在热力学和动力学方面对高碱度LF 精炼渣进行综合分析，采用正交试验设计，将碱度、BaO含量、MgO 含量、Al2O3含量、CaF2含量、熔化温度和粘度作为考察因素，上述每个考虑因素选取3个水平，采用正交设计方案，分析精炼渣脱硫效果以及精炼渣的理化性能，根据试验结果和分析结果优化精炼渣，得到最佳脱硫精炼渣。精炼渣中CaO 的相对含量对其脱硫效果影响最大，在钢液脱硫过程中主要依靠的是渣中的钙与硫元素结合来脱除硫，精炼渣中的CaO含量高，碱度大，可以提高熔渣的硫容量，有助于熔渣脱硫；精炼渣的熔点低、熔化速度快可以使得在炼钢过程中化渣速度增快，减少精炼时间，提高生产效率；精炼渣的粘度低可以改善钢渣反应的动力学条件，使钢液与熔渣充分混合，促进钢液中硫的脱除。6.2实验样品试验钢种采用某厂生产的Q345钢，增硫剂采用FeS纯试剂，将从现场取得的Q345钢样，配加FeS，在真空感应炉中重熔冶炼，将试验钢样的硫含量控制在0.038%，然后将冶炼出来的钢样进行锻造、切割，每单位的钢样质量控制在300g。6.3实验设备脱硫试验：采用本试验装置采用高温管式炉，由管状电炉和控制柜成。额定功率：12KW，额定温度1600。实验装置如图：1 氮气保护瓶 2 流量计 3 炉盖 4 坩埚 5 钢液 6 硅钼棒 7 刚玉炉管8 热电偶9 温度控制柜表2.1实验因素水平表因素水平1水平2水平3碱度345BaO(%)61014CaF2(%)0510AI2O3(%)182328表2.2渣系配比表序号CaO/%SiO2/%RBaO/%CaF2/%Am/%MgO/%151.7517.25360187242.2513.753105237330.7510.2531410287443.2010.80465287544.0011.0041010187644.8011.204140237745.009.005610237845.839.175100287946.779.3351451876.4实验步骤（1）将从现场取得的Q345 钢样，配加FeS，在真空感应炉中重熔冶炼，将试验钢样的硫含量控制在0.038%；（2）然后将冶炼出来的钢样进行锻造、切割，每单位的钢样质量控制在300g；（3）在脱硫试验前，将钢样表面的氧化层用砂轮打磨掉；（4）检查电阻炉情况，接通电源，当炉温升至800后，在炉内通入纯度为99.9%的氩气，同时将300g 的钢样加入到100 毫升的刚玉坩埚中，外套石墨坩埚，放入炉内；（5）当电阻炉温度升至1590后，加入铝丝对钢液进行脱氧，预脱氧铝丝的加入量为钢水量的0.02765%，考虑烧损耗并改善反应动力学条件，铝丝的实际加入量为钢液的0.2%，将打磨好的铝丝通过石英管加入到钢液后，迅速搅拌，搅拌时间为10s；（6）用牛皮纸将预先配置好的精炼渣包好，将包好的精炼渣绑在石英管上快速的插入到已经脱氧完全的钢液中，随后立刻转动石英管，搅拌钢液，使钢液与精炼渣完全接触。加入精炼渣5分钟后对钢液保温50分钟，然后每隔10分钟用石英管搅拌一次，搅拌时间10s；（7）脱硫反应完成后，将电阻炉降温至800后取出钢液，按不同的渣系配比依次对钢样进行脱硫试验；（8）试验结束后，将钢样进行加工，采用CS-8800 碳硫分析仪进行化学分析，记录试验数据；（9）选择脱硫情况较好的一组精炼渣，按照此渣系的配比，配制出80 目、100目、200 目、325 目四种不同粒度的精炼渣，对钢液进行脱硫试验，然后对脱硫钢样进行化学分析。