一、喷吹条件对铁水的Mg蒸气脱S速度的影响
1.前言
现在,新日铁在大规模采用铁水预处理技术等同时,也提高了无 F(氟)精炼、减少炼钢渣量等等环保问题的重要性,而用Mg(镁)蒸气对铁水脱(S)硫能显著提高其效率。为此,不少厂家都在进行研究,本文简介新日铁与名古屋大学联合进行的30kg级实验结果。
2.实验方法
实验采用高频炉,并确定铁水初始[S]=0.020%。具体是将25—35kg电解铁和适量硫磺在固体碳(C)饱和下熔化,在1350℃保温。在致密石墨质浸渍体中压缩MgO和Al粉形成颗粒、或填充金属Mg粉;将浸渍体沉入铁水熔池一定深度,并从其上方的供气管吹入Ar气,然后按规定时间用∮4mm石英管取铁水试样,调查了铁水[S]随时间的变化。还采用VTR(Video tape recorder即磁带录像机)观察了脱离铁水的上升气泡、测定了气泡直径。
3.实验结果
Mg系脱S剂能获得较石灰(CaO)系更高的脱S效率,但即使是Mg系脱S溶剂的脱S效率,也因AR气流量的最佳化、以及喷嘴孔数的增加而提高。
如按2.5kg/t铁的量喷入CaO粉剂的脱S率为20%。按1kg/t的(Mg+Al)粒消耗向浸渍体吹入Ar气,将经化学反应产生的Mg蒸气通过单孔喷吹铁水中,脱S率可达43%;若将喷吹口增至6孔时,则脱S率高达90%以上。若用6孔喷枪按0.2kg/t铁的量喷吹Mg粉,则脱S率也达80%。据此可知:将Ar气泡中的Mg蒸气分压保持在最佳值,并增加喷孔数以细化气泡,都能提高脱S效率。
二.用Al热剂反应促进铁水预处理溶剂的渣化
1.前言
在一般采用的铁水预处理用CaO系溶剂中,因单质CaO熔点(>2000℃)很高,在铁水温度下很难熔化,故加入其它组分以构成复合剂(flux),并确保熔融潜热十分重要。
为此,名古屋大学研究生院为了降低复合氧化物的熔点,利用成分设计和Al热剂反应的强发热作用,即将Al粉加入到CaO+Al2O3+SiO2+Fe2O3的复合氧化物中、制作了颗粒状溶剂,用高温显微镜观察了熔剂的熔融过程;同时,还进行了冷却试样的SEM(扫描电镜)观察,并用EDX(energy dispersion X—ray analysis即能量弥散X线)仪进行了组成分析。
2.实验方法
颗粒溶剂的相关成分为1.4%Fe2O3、2.5%SiO2、2.3%CaO、1.0%Al2O3、0.5%Al;实验条件:Pt(铂)质加热炉缸尺寸∮6×2mm颗粒试样平均尺寸∮3.0×0.9mm、试样重0.019g、气氛为大气下通入Ar气200cc/min.。前述的Fe2O3和Al的组成比例完全按进行Al热剂反应时变成了Fe2O3那样地设计;另外,按此反应中生成的Al2O3和初始混入的Al2O3合计量进入了CaO—Al2O3—SiO2 三元系状态图上的低熔点范围的要求,调整了Al和Al2O3的组成比例,再经混合加成圆柱状试样。试样在Ar气中的升温参数为:当温度≤1273K时的升温度速度为50℃/min、>1273K的升温速度为10℃/min;在整个升温过程中,分别在1200、1300、1400和1500℃各保温10min。
3.实验结果
从高温显微镜观察结果可知:在低温加热区域,除了红褐色的Fe2O3成分之外,基本上全是白色,直到1573K试样表面均无变化;当温度达1673K时,则白色区域稍有减少,颗粒表面的液化状态状态更明显。
从实验前的试料、和分别在1573、1823K恒温保持试样的SEM观察结果可知:实验前试料是颗粒聚合体;在1573K颗粒间呈现结合状态,表明此时已有不少颗粒开始在表面熔化而形成共晶、直到熔融;已到1823K,整个试料就基本完全熔化了(但仍有部分 CaO微粉末熔化)。据此可以推测:在1573K附近,Al以表面固体氧化膜覆盖的状态存在,若继续加热升温、或用Al热反应供热,则溶剂就会熔化。
4.结语
在CaO—Al2O3—SiO2系复合氧化物中,加入Fe2O3+Al进行Al热剂反应,就能促进渣化和铁水脱S预处理。