中高磷鐵水的冶煉

內容概要

中高磷鐵水的冶煉論述中高磷鐵水冶煉過程中脫磷的理論和實踐，共6章。第1章介紹磷在鋼鐵中的存在形態(tài)及對鋼鐵性能的影響、鐵水脫磷的途徑以及高磷鐵礦的資源利用。第2章介紹氧化脫磷反應的熱力學及動力學。第3、4章集中對鐵水包預處理脫磷以及轉爐脫磷生產工藝進行詳細的理論分析及研究。第5章介紹針對轉爐開發(fā)的四種終點磷預測模型。第6章論述高磷鐵水冶煉所產出的高磷鋼渣的有效處理技術和資源化利用新技術。全書基于資源利用及可持續(xù)發(fā)展的理念，內容涵蓋基礎理論、生產方法、廢棄物再利用等。書中大量內容為與企業(yè)合作課題，具有較強的實用價值。
中高磷鐵水的冶煉可供煉鋼專業(yè)技術人員、高等院校相關專業(yè)師生及鋼鐵冶金科研院所的工作人員使用。

書籍目錄

《現(xiàn)代冶金與材料過程工程叢書》序前言第1章 總論1.1 自然界中的磷及游離態(tài)磷的制備1.2 磷的各種變體及其性質1.3 磷在鋼鐵中的存在形態(tài)及其對鋼鐵性能的影響1.4 高磷鐵礦的資源利用1.4.1 高磷鐵礦降磷技術現(xiàn)狀1.4.2 目前高磷鐵礦降磷方法存在的問題1.5 鐵水脫磷的途徑1.5.1 鐵水預處理脫磷工藝1.5.2 中高磷鐵水脫磷工藝的選擇參考文獻第2章 氧化脫磷反應的熱力學及動力學2.1 氧化脫磷反應的平衡研究及熱力學2.2 氧化脫磷反應的機理和動力學2.2.1 反應過程環(huán)節(jié)2.2.2 限制環(huán)節(jié)分析參考文獻第3章 鐵水預處理脫磷3.1 鐵水預脫磷工藝3.1.1 鐵水爐外預脫磷3.1.2 轉爐內脫磷3.2 脫磷方式的選擇3.2.1 噴粉法3.2.2 KR攪拌法3.3 脫磷粉劑選擇3.3.1 氧化劑的選擇3.3.2 固定劑的選擇3.3.3 助熔劑的選擇3.3.4 預熔的CaO-Fe2O3合成渣3.4 噴粉過程物理模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化3.4.1 噴吹過程的三個重要參數(shù)3.4.2 水模實驗研究3.4.3 噴吹參數(shù)的優(yōu)化3.5 魚雷罐噴粉鐵水預處理脫磷動力學模型3.5.1 脫磷數(shù)學模型3.5.2 脫硅數(shù)學模型3.5.3 脫碳反應速率模型3.5.4 頂渣量的計算3.5.5 模型計算方法3.5.6 反應模型的計算結果3.6 魚雷罐噴粉鐵水預處理溫降模型3.6.1 理論分析3.6.2 模型的建立3.6.3 計算結果3.6.4 結論參考文獻第4章 中高磷鐵水轉爐生產過程中的脫磷4.1 中高磷鐵水的轉爐冶煉工藝4.1.1 轉爐去磷基本原理4.1.2 爐內各期脫磷工藝4.1.3 吹煉各期去磷效果4.2 復吹轉爐物理模擬4.2.1 實驗設備4.2.2 實驗基本參數(shù)的確定4.3 復吹轉爐冶煉中高磷鐵水成渣路線4.3.1 轉爐成渣路線概述4.3.2 復吹轉爐成渣路線分析4.3.3 復吹轉爐最佳成渣路線的探討4.3.4 復吹轉爐最佳成渣路線的研究4.3.5 結論4.4 復吹轉爐冶煉中高磷鐵水造渣制度4.4.1 前人的研究成果4.4.2 冶煉設備及生產工藝4.4.3 冶煉終點爐渣及鋼水成分分析4.4.4 改善冶煉過程操作的措施4.5 工業(yè)試驗4.5.1 工業(yè)試驗方案的制定4.5.2 確定最佳吹煉工藝參數(shù)的工業(yè)試驗4.5.3 確定復吹轉爐最佳造渣制度的工業(yè)試驗4.5.4 結論4.6 回磷現(xiàn)象4.6.1 鋼鐵生產中的回磷現(xiàn)象4.6.2 鋼包頂渣改性對回磷控制的影響4.6.3 鋼液氧勢對鋼液脫磷及回磷轉變的影響4.6.4 熔劑組成對脫磷、回磷的影響4.6.5 添加氧化鐵皮參考文獻第5章 轉爐終點磷預測模型5.1 復吹轉爐煉鋼過程靜態(tài)模型5.1.1 靜態(tài)模型5.1.2 復吹轉爐煉鋼過程靜態(tài)模型的計算5.1.3 模型的實現(xiàn)5.2 復吹轉爐煉鋼過程機理模型5.2.1 鋼液中各元素氧化反應速率方程5.2.2 石灰的熔解速度方程5.2.3 冶煉過程溫度變化5.2.4 爐氣成分與溫度的計算5.2.5 一些重要的模型參數(shù)的計算5.2.6 機理模型求解步驟5.2.7 計算結果與討論5.3 基于爐氣分析的動態(tài)控制5.3.1 轉爐爐氣分析技術的概況5.3.2 轉爐爐氣分析檢測技術的設備組成及工作原理5.3.3 數(shù)學模型的建立5.3.4 爐氣分析模型中相關數(shù)據的處理5.3.5 各模型的計算流程圖5.3.6 爐氣成分變化規(guī)律及分析5.3.7 轉爐爐氣中主要氣體成分的變化規(guī)律5.3.8 爐氣中CO和CO2含量的變化規(guī)律5.3.9 爐氣中O2的變化規(guī)律5.3.10 爐氣中H2的變化規(guī)律5.3.11 爐氣中N2和Ar的變化規(guī)律5.3.12 檢測的熔池及爐渣的相關數(shù)據5.3.13 熔池中碳含量及脫碳速率的計算結果及討論5.3.14 熔池中氧含量的計算結果及討論5.3.15 溫度的計算結果及討論5.3.16 熔池中錳、硅、磷含量的計算結果及討論5.3.17 小結5.4 基于副槍的動態(tài)控制5.4.1 檢測技術的發(fā)展5.4.2 各種布置方式的副槍系統(tǒng)比較5.4.3 副槍動態(tài)模型的主要任務5.4.4 副槍動態(tài)模型的主要計算公式5.4.5 副槍動態(tài)模型自學習計算算法5.4.6 復吹過程模型系數(shù)的調整5.4.7 模型系數(shù)的經驗調整5.4.8 目標出鋼量的預測5.4.9 終點磷含量預測5.5 模糊神經網絡模型預報轉爐終點磷含量5.5.1 模糊神經網絡技術的出現(xiàn)5.5.2 模糊神經網絡5.5.3 預測模型的建立5.5.4 模型的結構5.5.5 模型參數(shù)的選擇5.5.6 模型算法的選擇5.5.7 模型參數(shù)的學習5.5.8 轉爐終點磷含量的預測結果及分析參考文獻第6章 高磷轉爐渣的綜合利用6.1 國內外鋼渣的處理工藝及利用現(xiàn)狀6.1.1 濕法工藝6.1.2 干法工藝6.1.3 鋼渣水淬工藝6.1.4 國外幾種主要的鋼渣處理工藝及裝置6.1.5 鋼渣濕法、干法處理技術的比較6.2 鋼渣的理化性能6.2.1 鋼渣的物理化學性質6.2.2 轉爐渣化學性能的理論計算6.2.3 轉爐渣物理性能的理論計算6.3 轉爐鋼渣的利用途徑6.3.1 鋼渣的國外利用現(xiàn)狀6.3.2 鋼渣的國內利用現(xiàn)狀6.4 鋼渣磷肥的生產6.4.1 何謂鋼渣磷肥6.4.2 鋼渣磷肥的生產工藝6.4.3 鋼渣磷肥的應用現(xiàn)狀參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   2.轉爐爐氣分析法與副槍法的比較 在20世紀七八十年代副槍技術快速發(fā)展，至90年代已基本成熟，而同一時期的爐氣分析技術由于受到當時的工藝水平限制（檢測手段主要為紅外分析儀，且稱量等設備誤差較大），發(fā)展一度落后，但仍有像德國EK0那樣的鋼廠鍥而不舍地致力于爐氣分析技術的開發(fā)和研究。當時出現(xiàn)這種問題的主要原因除了反饋的分析信息嚴重滯后外，溫度一直不能進行有效的控制。而副槍技術能夠達到的最佳指標是碳溫同時命中80％以上，且碳的控制精度±0.015％，溫度±10℃。 副槍技術的控制原理為：實現(xiàn)終點目標值的吹煉方案由靜態(tài)模型根據原料初始條件而確定。當吹氧量達到預測總氧量的80％～90％（具體數(shù)值各廠家根據自身條件合理確定）時，副槍開始點測，根據點測結果修正實現(xiàn)目標值所需的吹氧量及冷卻劑用量。不同的副槍探頭滿足不同的工藝要求，常見的主要有TSC（測溫、定碳、取樣）、TSO（測溫、定碳、定氧）和T（測溫）三種。 隨著爐氣分析技術的發(fā)展，爐氣分析法與副槍法兩者可同時使用，也可只用其一。無論是采用何種動態(tài)控制技術，首先都要根據以熱平衡和物料平衡為基礎的靜態(tài)數(shù)學模型來計算初始的裝料量、氧流量、氧槍高等參數(shù)與目標值的關系，然后在吹煉過程中根據爐氣分析儀或副槍檢測到的信息修改控制策略，達到對轉爐煉鋼過程的控制?？紤]如下幾個方面，兩者相比較，就其未來發(fā)展?jié)摿Χ?，爐氣分析更具有競爭力。 （1）副槍工藝只能提供吹煉過程中某一瞬時的碳含量和溫度，并不能提供連續(xù)的信息。嚴格來說，副槍仍是一種靜態(tài)控制手段，只不過檢測點距終點的時間很短，實質上轉爐生產的大部分時間仍是在靜態(tài)模型的指導下進行的。爐氣分析儀（現(xiàn)多為質譜儀）可實現(xiàn)連續(xù)檢測，在單獨使用進行終點控制情況下，據國外各廠生產實踐表明，可使終點碳基本上控制在0.03％～0.05％。雖然爐氣分析儀獲得的爐氣信息是爐內狀態(tài)的間接反映，目前尚沒有直接測得的信息可靠性高，但給出的是煉鋼過程的全程連續(xù)信息，而全程動態(tài)矯正所需要的正是這種信息。 （2）副槍命中率的提高有一定限度，而爐氣分析技術在轉爐冶煉的機理模型日趨完善、分析測量技術日趨完備的情況下，其控制精度正不斷提高。檢測手段已由過去的紅外分析儀、激光分析儀、氣相色譜儀發(fā)展為現(xiàn)在的磁扇式質譜儀、四極桿質譜儀、飛行時間質譜儀，其分析氣體的種類、精度和速度都有了大大的提高和改善。

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