烧结返矿与复合造渣剂.pptx
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1、一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(一)、烧结返矿的成份及矿物组成(一)、烧结返矿的成份及矿物组成 烧结返矿即烧结矿筛下料,其成份与矿物组成与烧结矿一致。现以某厂高碱度烧结矿为例,烧结返矿即烧结矿筛下料,其成份与矿物组成与烧结矿一致。现以某厂高碱度烧结矿为例,其成分见其成分见 表表1。表表1 某厂烧结矿化学成份成份某厂烧结矿化学成份成份成成 份份TFeTFeCaOCaOSiO2SiO2FeOFeOMgOMgOAl2O3Al2O3碱碱 度度含含 量,量,%55.5055.5010.55
2、10.555.835.837.317.310.260.262.672.671.811.811一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 (一)、烧结返矿的成份及矿物组成(一)、烧结返矿的成份及矿物组成 上述成份的烧结矿的矿物组成见表上述成份的烧结矿的矿物组成见表2 表表2 某厂烧结矿矿物组成某厂烧结矿矿物组成2组 份份赤赤铁矿Fe2O3Fe2O3磁磁铁矿Fe3O4Fe3O4铁酸酸钙SFCASFCA硅酸二硅酸二钙C2SC2S玻璃相玻璃相熔熔剂、脉、脉石、蛇石、蛇纹石残余石残余含量,含量,%3030252535353 31 13 33 3 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的
3、作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(一)、烧结返矿的成份及矿物组成(一)、烧结返矿的成份及矿物组成 由上可知,烧结(返)矿主要是由含铁矿物及脉石两大类组成由上可知,烧结(返)矿主要是由含铁矿物及脉石两大类组成 的液相的液相粘接在一起的多种矿物的复合体,其中含铁矿粘接在一起的多种矿物的复合体,其中含铁矿 物有磁铁矿物有磁铁矿(Fe3O4)(Fe3O4)、方铁矿、方铁矿(FexO)(FexO)和赤铁矿和赤铁矿(Fe(Fe2 203)03),粘结
4、相主要是铁橄榄石粘结相主要是铁橄榄石(熔点为熔点为1205)1205)、钙铁橄、钙铁橄榄石榄石(熔点为熔点为1093)1093)、硅灰石、硅灰石(熔点为熔点为1540)1540)、硅酸二钙、铁酸钙、硅酸二钙、铁酸钙(熔点为熔点为1449)1449)等,此外等,此外 还有少量反应不完全的游离石英(还有少量反应不完全的游离石英(SiO2)SiO2)和游离氧化钙和游离氧化钙(CaO)(CaO)等。等。3一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(二)、烧结返矿的冷却效应(二)、烧结返矿的冷却效应
5、1 1、查阅相关热力学数据计算单位废钢吸热量为:、查阅相关热力学数据计算单位废钢吸热量为:1475.5KJ1475.5KJ。2 2、查阅相关热力学数据计算得出单位烧结返矿吸热量为:、查阅相关热力学数据计算得出单位烧结返矿吸热量为:3665.5KJ3665.5KJ。以废钢吸热量为参照单位,则烧结返矿的冷却效应是废钢的以废钢吸热量为参照单位,则烧结返矿的冷却效应是废钢的2.52.5倍。倍。4一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(三)、烧结(返)矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理(三)、烧结(
6、返)矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理 烧结返矿是一种反应性良好且具有一定碱度的低熔点含铁熟料,其硫、烧结返矿是一种反应性良好且具有一定碱度的低熔点含铁熟料,其硫、磷含量较低,物理化学成分稳定,粒度均匀,而且熔点较低。磷含量较低,物理化学成分稳定,粒度均匀,而且熔点较低。在在转转炉炉炼炼钢钢温温度度(1300130015001500)条条件件下下,返返矿矿入入炉炉后后熔熔化化效效果果较较好好并并发生分解反应发生分解反应(1 1)和和(2 2):(Fe(Fe2 2O O3 3)=2(FeO)+(O)(1)=2(FeO)+(O)(1)(Fe (Fe3 3O O4 4)=3(FeO)+(O)(2)=3
7、(FeO)+(O)(2)5一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 (三)、烧结(返)矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理(三)、烧结(返)矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理 FeFe2 2O O3 3从分解反应从分解反应产生产生(FeO(FeO),与返矿中带入而且包围在其周围的,与返矿中带入而且包围在其周围的(CaO)(CaO)、(SiO(SiO2 2)反应,具体反应方程式为:反应,具体反应方程式为:2(SiO2(SiO2 2)+(FeO)+(CaO)=(2CaO.FeO.SiO)+(FeO)+(CaO)=(2CaO.FeO.SiO2 2)(3)(3)根据烧结返矿的成分分析
8、,分解反应结束后,返根据烧结返矿的成分分析,分解反应结束后,返矿内部产物的比例为矿内部产物的比例为:FeO:CaO:SiO FeO:CaO:SiO2 2=58.72:14.06:7.84=58.72:14.06:7.84。6 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(三)、烧结(返)矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理(三)、烧结(返)矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理 烧烧结结返返矿矿在在转转炉炉内内的的分分解解反
9、反应应为为强强吸吸热热反反应应,周周围围熔熔池池温温度度会会骤骤然然降降低低,会会导导致致周周围围熔熔渣渣粘粘度度升升高高,甚甚至至产产生生暂暂时时“结结坨坨”现现象象,限限制制反反应应生生成成的的(FeO)(FeO)向向外外扩扩散散传传质质,进进而而影影响响成成渣渣速速率率。因因此此成成渣渣反反应应(3)(3)的的(FeO(FeO)向向外外扩扩散散传传质质为为该该反反应应的的限限制制性性环环节节,只只有有加加大大返返矿矿外外部部动动力力学学条条件件,才才能能加加快快成成渣反应渣反应(3)(3)进行。进行。7一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂
10、对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(三)、烧结(返)矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理(三)、烧结(返)矿在转炉冶炼过程中的基本反应原理 成成渣渣反反应应(3(3)为为可可逆逆反反应应,产产生生的的(FeO)(FeO)会会作作为为携携氧氧载载体体参参与与脱脱碳碳反反应应。其反应方程式为:其反应方程式为:(FeO)+C=CO+Fe (4)(FeO)+C=CO+Fe (4)GGm m=-135270 J.mol =-135270 J.mol 不稳定化合物不稳定化合物(FeO)(FeO)解离出的解离出的OO,溶入钢水中,进行钢水内部脱碳,脱,溶入钢水中,进行钢水内部脱碳,脱碳
11、反应产生的碳反应产生的COCO气体增加熔气体增加熔 池搅拌,提高反应的动力学条件。池搅拌,提高反应的动力学条件。8一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧 1 1、转炉冶炼前期、转炉冶炼前期 转转炉炉吹吹炼炼前前期期是是硅硅锰锰氧氧化化期期,熔熔池池温温度度一一般般在在1200120014001400,吹吹炼炼前前期期完完成成SiSi、MnMn以以及及P P的的氧氧化化,形形成成初初期期渣渣的的熔熔化化,转转炉炉冶冶炼炼前前期
12、期形形成成的的渣渣系系主主要要 是是“铁铁质质”渣渣系系及及Fe0-Si0Fe0-Si02 2-Ca0Ca0渣渣系系。该该渣渣系系的的主主要要 特特点点是是FeOFeO含含量量相相对对较较高高,二二元元碱碱度度R R在在2 2左左右右的的渣渣 系系,钢钢渣渣之之间间的的界界面面张张力力较较大大,熔熔渣渣粘粘度度较较低低,熔熔渣渣极极 易易泡泡沫沫化化,容容易易引引起起喷喷溅溅,但但对对脱脱P P效效果果明明显显,对对炉炉衬衬侵侵蚀蚀较较为为严严重重,因因此此在在转转炉炉二二批批料料中中要要补补加加一一定定量量的的氧氧化化镁镁材材料料,以以增增加加一一定定量量的的MgOMgO,起到保护炉衬的作用
13、。起到保护炉衬的作用。9一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧 1 1、转炉冶炼前期、转炉冶炼前期 为为了了能能够够尽尽快快形形成成该该渣渣系系,同同时时尽尽可可能能长长时时间间保保 持持该该渣渣系系,以以达达到到前前期期脱脱P P的的目目的的,在在首首批批料料中中配配加加一一定定数数量量的的返返矿矿,返返矿矿在在转转炉炉冶冶炼炼前前期期加加入入主主要要 发发生生分分解解反反应应(1)1)和和(2)(2),以以及及反反应应分
14、分解解产产物物(FeO(FeO)成成 渣渣反反应应,反反应应和和(2)(2)能能够够产产生生(FeO(FeO),同同时时反反应应 (3)(3)能能促促进进活活性性石石灰灰熔熔化化。推推进进“铁铁质质”渣渣系系的的形形成成。根根 据据脱脱磷磷理理论论,脱脱磷磷反反应应是是在在钢钢-渣渣界界面面反反应应,是强放热反应,其反应式为:是强放热反应,其反应式为:2P+8(FeO)=(3FeO.P2P+8(FeO)=(3FeO.P2 2O O5 5)+5(Fe)+Q (5)+5(Fe)+Q (5)10一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用
15、烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧 1 1、转炉冶炼前期、转炉冶炼前期 随着石灰的熔化,熔渣碱度进一步升高,同时也随着石灰的熔化,熔渣碱度进一步升高,同时也 会发生如下反应会发生如下反应:2P+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO.P 2P+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO.P2 2O O5 5)+5Fe+Q()+5Fe+Q(6 6)(3 3FeO.PFeO.P2 2O O5 5)+3(CaO)=(3CaO.P)+3(CaO)=(3CaO.P2 2O O5 5)+3(FeO)+Q(7)+3(FeO)+Q(7)磷磷的的
16、氧氧化化产产物物3CaO.P3CaO.P2 2O O5 5在在炉炉渣渣中中是是不不稳稳定定的的,当当熔熔池池温温度度高高于于15001500时,反应就会逆向进行,磷就重新回到钢中。时,反应就会逆向进行,磷就重新回到钢中。11一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧 1 1、转炉冶炼前期、转炉冶炼前期 反反应应(1)1)和和反反应应(3)(3)均均为为吸吸热热反反应应,能能够够有有效效缓缓解解前前期期温温度度升升高高太太快快,推
17、推迟迟C-OC-O反反应应时时间间,增增加加“铁铁质质”渣渣系系维维持持时时间间,达达到到前前期期深深脱脱P P的的效效果果。因因此此转转炉炉吹吹炼炼前前期期是是返返矿矿加加入入较较理理想想的的时时期期,但但是是返返矿矿加加入入量量太太大大,易易导导致致熔熔池池温温度度太太低低,不不能能达达到到C-OC-O大大量量氧氧化化的的温温度度,造造成成渣渣中中(FeO)(FeO)累积,引起低温喷溅。累积,引起低温喷溅。实际操作中,前期返矿加入量根据铁水温度和铁实际操作中,前期返矿加入量根据铁水温度和铁 水水SiSi含量进行调整。含量进行调整。12一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过
18、程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧 2 2、转炉冶炼中期、转炉冶炼中期 转炉吹炼中期是碳高速氧化期,熔池温度一般控制在转炉吹炼中期是碳高速氧化期,熔池温度一般控制在1450145016001600左右,左右,主要任务是脱碳。由于此过程温度升高太快,主要任务是脱碳。由于此过程温度升高太快,C-OC-O反应剧烈,(反应剧烈,(FeOFeO)消耗较消耗较快,当供氧强度小于脱碳反应消耗的氧快,当供氧强度小于脱碳反应消耗的氧(O)(O)时,就会出现时,就会出现“返干返干”现象,现象,-
19、在这一时期渣系将完成由在这一时期渣系将完成由“铁质铁质”渣系向渣系向“钙钙 质质”渣系转变的过程,渣中渣系转变的过程,渣中FeOFeO含量降低,含量降低,CaOCaO比例增加,碱度进一步提高。比例增加,碱度进一步提高。13一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧 2 2、转炉冶炼中期、转炉冶炼中期 “钙质钙质”渣系的主要特点是熔渣熔点高、碱度高渣系的主要特点是熔渣熔点高、碱度高,P P 在渣中的存在形态由在渣中的存在形态由(3
20、CaO.P3CaO.P2 2O O5 5)向(向(4CaO.P4CaO.P2 2O O5 5)转转 变,变得更为稳定,其反应式为:变,变得更为稳定,其反应式为:(3CaO(3CaO.P P2 2O O5 5)+(CaO)=(4CaO)+(CaO)=(4CaO.P P2 2O O5 5)+Q)+Q(8 8)14一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用一、烧结返矿对炼钢造渣过程的作用 烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用烧结返矿与复合造渣剂对炼钢造渣过程的作用(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧(四)、烧结(返)矿炼钢使用技巧 2 2、转炉冶炼中期、转炉冶炼中期 由由于于在在吹吹炼炼中中期期C-OC-O反
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- 烧结 复合 造渣
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