少渣冶炼条件下钢水深脱磷实验研究

论文摘要

磷是钢中的主要有害元素之一,超低磷钢生产工艺的研究开发是洁净钢生产的一个重要发展方向。本文的研究目标是在少渣冶炼条件下,实现钢液的深脱磷。本论文通过高温模拟实验,结合热力学及动力学分析,系统研究了少渣冶炼条件下钢液的脱磷过程,重点考察了炉渣碱度、FeO质量分数和渣量对脱磷效果的影响。根据双膜理论,建立钢液脱磷动力学模型,并利用钢液脱磷实验结果对动力学模型进行验证。得到主要结论如下：(1)建立的动力学模型可表征为：模型计算结果与实验数据符合程度较高,可以用来预测钢液脱磷的动力学过程。(2)根据实验数据,对Kunisada.K等人建立的磷分配比计算公式进行了修正,并建立了适合本论文实验条件的磷分配比计算公式：(3)脱磷任务主要在15min之内完成。15min之后,脱磷速度降低并出现回磷现象。碱度越低,w(FeO)越小,钢液回磷越严重。(4)当w(FeO)=10％,渣量为25kg／t钢时,钢液终点磷含量随碱度的增加先降低后升高,当碱度为5时有最小值为0.002%。(5)当碱度为4,渣量为25kg／t钢时,钢液终点磷含量随w(FeO)的增加而减小,但当w(FeO)＞15％时,脱磷效果随w(FeO)的增加变化不大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钢中磷的危害
• 1.2 超低磷钢生产工艺的发展
• 1.2.1 传统的超低磷钢生产工艺
• 1.2.2 转炉双联超低磷钢生产工艺
• 1.3 本课题的研究背景
• 1.4 本课题的研究内容
• 第2章 文献综述
• 2.1 氧化脱磷的反应机理
• 2.1.1 氧化脱磷的分子理论
• 2.1.2 氧化脱磷的离子理论
• 2.2 钢液脱磷的影响因素
• 2.2.1 炉渣成分对脱磷的影响
• 2.2.2 钢液成分对脱磷的影响
• 2.2.3 温度对脱磷的影响
• 2.2.4 渣量对脱磷的影响
• 2.3 脱磷渣系的研究现状
• 2.3.1 CaO系脱磷渣
• 2.3.2 BaO系脱磷渣
• 2O系脱磷渣'>2.3.3 Na₂O系脱磷渣
• 第3章 钢液脱磷的实验研究
• 3.1 研究方法
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验准备
• 3.1.3 实验设备
• 3.1.4 实验步骤
• 3.1.5 实验方案
• 3.2 钢液脱磷的热力学分析
• 3.2.1 磷分配比计算公式的修正
• 3.2.2 钢液脱磷的影响因素分析
• 3.2.3 渣系磷容的计算
• 3.3 碱度对脱磷效果的影响
• 3.4 FeO质量分数对脱磷效果的影响
• 3.5 渣量对脱磷效果的影响
• 3.6 本章小结
• 第4章 钢液脱磷的动力学研究
• 4.1 钢液脱磷动力学模型的建立
• 4.1.1 钢液脱磷动力学方程的推导
• 4.1.2 钢液脱磷限制性环节的讨论
• 4.1.3 钢液脱磷动力学模型的建立
• 4.2 钢液脱磷动力学模型的验证
• 4.3 钢液脱磷动力学模型的预测
• 4.3.1 FeO质量分数对钢液脱磷的影响
• 4.3.2 渣量对钢液脱磷的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢