冶金實(shí)驗(yàn)研究-續(xù)

1、.LF爐高堿度精煉渣脫硫研究實(shí)驗(yàn)方案4.研究目標(biāo)針對LF爐高堿度精煉渣的脫硫問題，通過研究高堿度精煉渣的CaO含量，以及熔化溫度、粘度、脫硫率等指標(biāo)，找到了高堿度精煉渣各成分含量的工藝參數(shù)，掌握了CaOA12O3一CaF2一SiO2四元渣系脫硫的方法，達(dá)到LF爐高堿度精煉渣脫硫的目標(biāo)。（1）闡明隨著市場對鋼材質(zhì)量要求的不斷提高和我國鋼鐵企業(yè)在國際市=場中面臨的競爭力，高品質(zhì)潔凈鋼對鋼中硫含量提出的要求越來越嚴(yán)格因此在冶煉過程中必須控制鋼中硫含量，提高鋼種的質(zhì)量和性能。（2）掌握了CaOA12O3一CaF2一SiO2四元渣系脫硫的方法。（3）達(dá)到滿足精煉渣對鋼液脫硫效果的需求，提高精煉渣脫硫效率

2、，進(jìn)一步提高冶煉鋼種的冶金性能的目的。5.研究內(nèi)容爐外精煉技術(shù)在冶煉高品質(zhì)的鋼材中起到了非常重要的作用，是鋼鐵冶煉過程中不可或缺的環(huán)節(jié)，精煉渣性能的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品在市場中的競爭力，性能良好的精煉渣有助于提高產(chǎn)品的質(zhì)量以及市場競爭力，同時(shí)還可以降低生產(chǎn)成本增加鋼鐵企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。5.1.1對基礎(chǔ)渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同堿度對精煉渣脫硫效果的研究。通過改變CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2的堿度，研究不同堿度的精煉渣的脫硫效果及變化規(guī)律，結(jié)合這些規(guī)律，分析最佳堿度。5.1.2對基礎(chǔ)渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同Al2O

3、3含量對精煉渣脫硫效果的研究。通過改變CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中Al2O3的用量，研究不同Al2O3含量精煉渣的脫硫效果及變化規(guī)律，結(jié)合這些規(guī)律，分析最佳含量。5.1.3對基礎(chǔ)渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同CaF2含量對精煉渣脫硫效果的研究。通過改變CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中CaF2的用量，研究不同CaF2含量精煉渣的脫硫效果及變化規(guī)律，結(jié)合這些規(guī)律，分析最佳含量。5.1.4對基礎(chǔ)渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同MgO含量對精煉渣脫硫效果的研究。通過改變CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中Mg

4、O的用量，研究不同MgO含量精煉渣的脫硫效果及變化規(guī)律，結(jié)合這些規(guī)律，分析最佳含量。5.1.5對基礎(chǔ)渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同BaO含量對精煉渣脫硫效果的研究。通過改變CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中BaO的用量，研究不同BaO含量精煉渣的脫硫效果及變化規(guī)律，結(jié)合這些規(guī)律，分析最佳含量。5.1.6對基礎(chǔ)渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2不同的熔化溫度、粘度對精煉渣脫硫效果的研究。通過改變CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2中渣的熔化溫度、粘度，研究不同熔化溫度、粘度精煉渣的脫硫效果及變化規(guī)律，結(jié)合這些規(guī)律，分析最佳溫度和粘度

5、。5.2不同配比采用的基礎(chǔ)渣系為CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2，并在精煉渣中配加適BaO，所用原料均為化學(xué)純試劑，通過閱讀文獻(xiàn)并且結(jié)合現(xiàn)場的生產(chǎn)實(shí)踐確定各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：（1）精煉渣的堿度（二元堿度CaO%/SiO2%）控制在3%-5%；（2）BaO（試驗(yàn)中用碳酸鋇替代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 的含量為7%。6.實(shí)驗(yàn)方案6.1設(shè)計(jì)方案在熱力學(xué)和動力學(xué)方面對高堿度LF 精煉渣進(jìn)行綜合分析，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將堿度、BaO含量、MgO 含量、Al2O3含量、CaF2含

6、量、熔化溫度和粘度作為考察因素，上述每個(gè)考慮因素選取3個(gè)水平，采用正交設(shè)計(jì)方案，分析精煉渣脫硫效果以及精煉渣的理化性能，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和分析結(jié)果優(yōu)化精煉渣，得到最佳脫硫精煉渣。精煉渣中CaO 的相對含量對其脫硫效果影響最大，在鋼液脫硫過程中主要依靠的是渣中的鈣與硫元素結(jié)合來脫除硫，精煉渣中的CaO含量高，堿度大，可以提高熔渣的硫容量，有助于熔渣脫硫；精煉渣的熔點(diǎn)低、熔化速度快可以使得在煉鋼過程中化渣速度增快，減少精煉時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；精煉渣的粘度低可以改善鋼渣反應(yīng)的動力學(xué)條件，使鋼液與熔渣充分混合，促進(jìn)鋼液中硫的脫除。6.2實(shí)驗(yàn)樣品試驗(yàn)鋼種采用某廠生產(chǎn)的Q345鋼，增硫劑采用FeS純試劑，將從

7、現(xiàn)場取得的Q345鋼樣，配加FeS，在真空感應(yīng)爐中重熔冶煉，將試驗(yàn)鋼樣的硫含量控制在0.038%，然后將冶煉出來的鋼樣進(jìn)行鍛造、切割，每單位的鋼樣質(zhì)量控制在300g。6.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備脫硫試驗(yàn)：采用本試驗(yàn)裝置采用高溫管式爐，由管狀電爐和控制柜成。額定功率：12KW，額定溫度1600。實(shí)驗(yàn)裝置如圖：1 氮?dú)獗Ｗo(hù)瓶 2 流量計(jì) 3 爐蓋 4 坩堝 5 鋼液 6 硅鉬棒 7 剛玉爐管8 熱電偶9 溫度控制柜表2.1實(shí)驗(yàn)因素水平表因素水平1水平2水平3堿度345BaO(%)61014CaF2(%)0510AI2O3(%)182328表2.2渣系配比表序號CaO/%SiO2/%RBaO/%CaF2/%Am/

8、%MgO/%151.7517.25360187242.2513.753105237330.7510.2531410287443.2010.80465287544.0011.0041010187644.8011.204140237745.009.005610237845.839.175100287946.779.3351451876.4實(shí)驗(yàn)步驟（1）將從現(xiàn)場取得的Q345 鋼樣，配加FeS，在真空感應(yīng)爐中重熔冶煉，將試驗(yàn)鋼樣的硫含量控制在0.038%；（2）然后將冶煉出來的鋼樣進(jìn)行鍛造、切割，每單位的鋼樣質(zhì)量控制在300g；（3）在脫硫試驗(yàn)前，將鋼樣表面的氧化層用砂輪打磨掉；（4）檢查電阻爐情況

9、，接通電源，當(dāng)爐溫升至800后，在爐內(nèi)通入純度為99.9%的氬氣，同時(shí)將300g 的鋼樣加入到100 毫升的剛玉坩堝中，外套石墨坩堝，放入爐內(nèi)；（5）當(dāng)電阻爐溫度升至1590后，加入鋁絲對鋼液進(jìn)行脫氧，預(yù)脫氧鋁絲的加入量為鋼水量的0.02765%，考慮燒損耗并改善反應(yīng)動力學(xué)條件，鋁絲的實(shí)際加入量為鋼液的0.2%，將打磨好的鋁絲通過石英管加入到鋼液后，迅速攪拌，攪拌時(shí)間為10s；（6）用牛皮紙將預(yù)先配置好的精煉渣包好，將包好的精煉渣綁在石英管上快速的插入到已經(jīng)脫氧完全的鋼液中，隨后立刻轉(zhuǎn)動石英管，攪拌鋼液，使鋼液與精煉渣完全接觸。加入精煉渣5分鐘后對鋼液保溫50分鐘，然后每隔10分鐘用石英管攪拌一次，攪拌時(shí)間10s；（7）脫硫反應(yīng)完成后，將電阻爐降溫至800后取出鋼液，按不同的渣系配比依次對鋼樣進(jìn)行脫硫試驗(yàn)；（8）試驗(yàn)結(jié)束后，將鋼樣進(jìn)行加工，采用CS-8800 碳硫分析儀進(jìn)行化學(xué)分析，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)；（9）選擇脫硫情況較好的一組精煉渣，按照此渣系的配比，配制出80 目、100目、200 目、325 目四種不同粒度的精煉渣，對鋼液進(jìn)行脫硫試驗(yàn)，然后對脫硫鋼樣進(jìn)行化學(xué)分析。降低