CAS-OB噴粉精煉過程模擬研究.pdf

1、CAS-OB工藝具有精確的鋼水成分微調(diào)功能，同時可以添加發(fā)熱劑并吹氧快速加熱鋼液，在眾多的鋼水爐外精煉方法中占有重要的地位。同時，CAS工藝本身具有的低廉、簡便和準確的特點，特別適應鋼鐵工業(yè)以低成本冶煉優(yōu)質(zhì)鋼的發(fā)展趨勢。因此，積極開發(fā)其潛在功能，盡可能發(fā)揮其巨大作用是十分必要的。在CAS-OB精煉工藝中增加浸入式噴粉技術(shù)，將能夠在原有鋼水升溫、脫氧、合金化、吹氣去除夾雜物等精煉功能的基礎(chǔ)上，增加鋼水脫硫和夾雜物變性處理功能，實現(xiàn)CAS-

2、OB工藝的多功能化。本文對CAS-OB噴粉精煉過程進行了深入系統(tǒng)的模擬研究，主要工作分為以下四個部分： (1)在CAS-OB噴粉精煉過程物理模擬部分，本文以決定精煉效果的熔池均混時間、粉劑穿透比及粉劑在鋼水中平均停留時間等三個基本指標為研究對象，通過物理模擬研究，獲得了影響精煉效果的三個基本指標與各噴吹操作參數(shù)之間的定量關(guān)系式，并以這三個基本指標為目標對噴吹參數(shù)進行了優(yōu)化。 (2)考察了噴吹氣體、噴吹粉劑、過程化學反應、

3、浸漬罩插入鋼水、鋼液面裸露以及包襯蓄熱等過程對鋼液溫降的影響，根據(jù)單位時間內(nèi)鋼液的能量守恒，建立了CAS-OB噴粉精煉過程溫降預測模型，并對模型進行了驗證。通過模型計算，找到了引起鋼液溫降的主要原因，并對比CAS-OB噴粉過程溫降與IR噴粉過程溫降的計算結(jié)果，分析了兩種工藝之間的差別。 (3)根據(jù)CaO(+Al)、CaSi的脫硫機理，分別建立了充分體現(xiàn)熔池均混時間、粉劑穿透比及粉劑在鋼水中的平均停留時間等三個基本參數(shù)影響的脫硫過

4、程數(shù)學模型，并分析了不同工藝條件對脫硫速率的影響。對于噴吹CaSi脫硫過程，研究了鈣氣泡量和溶解鈣量對脫硫反應的貢獻，提出了提高脫硫速率的措施。由于噴吹CaSi易產(chǎn)生噴濺以及使鋼液增硅，．因此提出了CaO(+Al)和CaSi復合噴吹工藝，在考慮了鋼水脫硫、夾雜物變性處理以及鋼水增硅的前提下，找到了復合粉劑中CaSi用量的下限值。 (4)在充分借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，建立了精煉過程Al<,2>O<,3>夾雜物生成與去除的數(shù)學模型

5、，對形核及擴散長大、碰撞生長以及被熔渣吸附去除過程中夾雜物的總數(shù)及尺寸分布情況進行了計算，同時，模型還計算了將Al<,2>O<,3>夾雜物變性為液態(tài)鈣鋁酸鹽所需要的溶解鈣量。 (5)考慮了鋼水升溫、脫氧、脫硫、夾雜物的變性處理以及鋼水帶渣的改質(zhì)等過程，建立了精煉過程粉劑配料的計算模型。給定處理前鋼水的成分、帶渣成分及重量、精煉目標(包括精煉后鋼水氧含量、鋼水硫含量、鋼水溫度、爐渣成分等)以及噴粉時間，模型會給出噴吹粉劑的組成、