转炉铁水提钒的动力学研究

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1、万方数据分类号UDC作者姓名：指导教师：密级学位论文转炉铁水提钒的动力学研究张琪陈敏教授东北大学材料与冶金学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：钢铁冶金论文提交曰期：2014年6月、论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：朱苗勇评阅人：王楠教授张越高级工程师东北大学2014年6月万方数据AThesisinFerrousMetallurgyJIllllllIllJUllllllllIIIlUlJllllIIIitIlJtIIitdO1218ResearchonDynamicB

2、ehaviorsduringVanadium．．ExtractionProcessbyZhangeiSupervisor：ProfessorChenMinNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=6：．思。学位论文作者签名：系硬曰期

3、：≯汐／斗皋∥闫>p目学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：害炙硬签字日期：矽f僻舌7虱弓D囝导师签名：豫钕．签字目期：矽仰。6．如∥一厂I-U’，V万方数据东北大学硕士学位论文转炉铁水提钒的动力学研究摘要钒是现代工业国

4、家重要的战略物资，被广泛应用于钢铁工业、化学工业、航空航天工业等领域。钒在自然界中主要赋存于钒钛磁铁矿中，通过高炉还原，转炉氧化将其富集至钒渣，以达到提出钒的目的。随着金属钒及铁矿石价格上涨，铁水提钒愈来愈受到关注。因此，开展转炉提钒过程中元素的氧化动力学研究，建立转炉提钒的控制模型，掌握铁水中元素的氧化规律尤为重要。结合某厂70t提钒转炉生产实际，建立了转炉铁水提钒的动力学模型，研究了金属熔池中组元含量、炉渣中组元含量、熔池温度和冷料熔解量随吹炼时间的变化规律。同时，通过调整模型参数模拟不同冶炼条件下的冶炼过程，得

5、到了冷料、铁水中[Si]含量、供氧强度对提钒的影响规律。结论如下：(1)本文将冶炼终点的半钢中组元含量和渣中组元含量的实测值与模型计算值进行了比较，吻合性较好，验证了本模型有较好的实用性。(2)吹炼时元素氧化顺序：吹炼前期(O～2min)，金属熔池中[Si】、[Ti]基本被氧化完全，但是其它元素几乎不被氧化；但到前期后段(1．5min)，[V】开始大量氧化；吹炼中期(2min)开始时[C小[Mn]开始大量氧化；到中期后段(3min)，[C】开始氧化；到后期(4。5min)时金属熔池中[V]、[Cr]、[Mn]基本氧化

6、完全，到4．5min后基本是[C]的氧化。提钒吹炼中后期，始终伴随[Mn]、[Or]的氧化，并与[V]的氧化争夺[0]。(3)渣中氧化物含量的变化和金属液中组元含量的变化相对应，只是氧化铁的含量变化不同，氧化铁在O．5min时其含量达到最高，从0．5～5min时氧化铁含量保持恒定。(4)钒的氧化曲线为“S形”，其变化规律为：吹炼初期，由于受蛰J[Si]、【Mn]氧化的抑制，其速度缓慢；吹炼中期[V】的氧化速度非常快，几乎保持相同斜率，[V】的氧化速度只取决于供氧强度；吹炼末期[V】的氧化速度逐渐下降，吹炼时间过长容易

7、造成碳的损失。(5)不同冷料的冷却效应不同，需要加入量不同。当采用氧化铁皮时，2min前可完全熔解，而由于生铁块加入量加多，需要5min以上的时间。各种冷料完全熔解所需时间长短顺序：氧化铁皮<竖炉球<钒渣铁<生铁块。(6)冷料对转炉提钒过程中金属熔池温度的影响，金属熔池温度在冶炼前期有小幅度升高；当随着冷料的大量熔解，熔池温度下降到最低值；随后随着元素的大量氧化放热和冷料熔解量的减少，温度迅速升高；到冶炼末期温度达到最高值。采用冷却效应最好。T}T．万方数据东北大学硕士学位论文摘要的氧化铁皮作为冷却剂时，金属熔池持续

8、在低温区的时间较长，但如吹炼时间过长，容易造成碳的氧化，导致碳的损失和终点温度升高。(7)铁水中[Si]含量不同时，需要加入冷料的量不同，为促进转炉铁水提钒，铁水中硅含量控制0．15～0．25％之间，吹炼终点温度控制在1390℃为宜。(8)碳含量在4．2％时，供氧量为8600m3／h，供氧时间为6min时，高中低硅半钢中残钒含量小于O．03％低