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铁水预处理脱钛机理及试验研究

作　者: 刘壮壮
导　师: 吴巍
学　校: 钢铁研究总院
专　业: 钢铁冶金
关键词: 铁水预处理脱钛热力学动力学
分类号: TF703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着钢质量的提高,对降低钢中钛含量提出了更高的要求,如轴承钢、帘线钢、弹簧钢等,都要求钛含量小于15×10-6或更低。目前炼钢条件下进一步降低钛含量存在很大困难,迫使寻求更好的脱钛方法。本文提出了铁水预处理脱钛新工艺技术。主要研究内容包括：铁水预处理脱钛过程中,Ti、Si、Mn、C、P等元素的氧化规律；渣铁界面反应平衡研究；脱钛渣中TiO2活度研究：铁水预处理脱钛反应动力学研究；三种脱钛剂(烧结矿、球团矿、铁精粉)和顶吹氧脱钛反应规律研究；铁水预处理脱钛工业应用研究。主要创新点为Ti02活度计算以及脱钛剂的选择。本文主要得到以下研究成果：(1)热力学计算结果表明,在铁水预处理脱钛过程中,Ti与Si含量存在平衡关系；Mn含量随Ti含量降低而降低,P含量变化与Ti含量不存在因果关系;C的氧化反应受温度影响很大；(2)基于共存理论,建立了脱钛渣SiO2-TiO2-CaO-MgO-FeO-MnO中TiO2活度计‘算模型。增大炉渣碱度,增加渣中MgO、FeO及MnO的含量,有利于降低TiO2活度。提高渣中FeO活度、降低温度、降低渣中TiO2活度系数都有利于提高Ti在渣铁间分配比；(3)建立了铁水预处理脱钛反应动力学方程,计算结果表明,脱钛反应开始0-4min内,反应控速环节为铁水侧Ti的传质；(4)利用三种固态脱钛剂脱钛试验结果对比分析表明,当脱钛剂用量为1kg/t时,1min内的脱钛率从大到小分别为：烧结矿、球团矿、铁精粉；(5)吹氧脱钛试验结果表明,平均脱钛率可达71.3%。随温度降低、烧结矿用量增大、吹氧量增大,脱钛率提高；(6)铁水预处理脱钛工业应用结果表明,采用烧结矿作为脱钛剂进行搅拌法脱钛工业试验中,铁水中最低Ti含量为0.0016%,最高脱钛率可以达到95.7%。采用铁精粉作为脱钛剂进行搅拌脱钛工业试验中,铁水中最低Ti含量为0.0033%,最高脱钛率可达86.64%。

铁水预处理脱钛机理及试验研究

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