日本JFE钢铁技术共享_铁水脱硫及夹杂物控制技术

      1月17日~19第十八届中日双边钢铁技术研讨会由中国金属协会和日本钢铁协会在北京举行。会议从炼铁、炼钢、连铸等方面相互交流，讨论了中日更新的技术发展和研究进展。中日双边钢铁技术研讨会由中国金属协会和日本钢铁协会联合发起。自1981年以来，它每三年在中国和日本轮流举行一次。   会议由日本东北大学派出Tetsuya Nagasaka教授为团长的13人代表团参加了会议，就近年来钢铁冶金的新技术、新进展和基础研究进行了深入交流。会议认为，提高产品质量，加强资源充分有效利用是日本交流的重点，反映了日本钢铁生产领域的主要研究方向，受到了与会者的广泛关注。    在这次会议上，日本学者对铁水脱硫和夹杂物控制进行了大量研究。有限公司Matsui Akitoshi参与者机械搅拌高效铁水脱硫工艺高效铁水脱硫工艺的发展》。该报告研究了搅拌条件对铁水脱硫反应的影响，旨在改进机械搅拌脱硫工艺的效率。他们在1:8的水力学模型和70千克规模的铁水中进行了试验。试验表明，流场分布取决于桨叶产生的漩涡，而改进脱硫效率的一个重要因素是铁水的完全流动分布，它可以由桨叶的旋转速度来确定，包括桨叶位置和涡流深度。为了控制铁水的氧含量，他们在4吨铁水规模和商业规模的铁水包内进行了丙烷顶吹对脱硫反应影响的试验。在丙烷顶吹作用下，脱硫处理时铁水中氧活度下降，其结果是改善了脱硫效率。在炼钢操作中，用丙烷顶吹法可使硫分配比从1700提高至2800，流量消耗降低20%。

         日本东北大学Miki Takahiro指出去除氧和硫是高质量钢生产过程中的一项基本工作，因此需要添加脱氧剂和脱硫剂，在钢中形成氧化物和硫化物。氧化物和硫化物之间的溶解度很小，硫化物可以沉淀在氧化物中，对钢的质量有很大的影响。他研究了氧化物和硫化物在精炼过程中形成的热力学状态CaO-Al2O3-MnO氧化物和（Ca,Mn）S固溶体之间的相互关系得出硫在氧化物熔体中的溶解度。同时，他还研究了Fe-Mn合金中Al和O含量之间的关系，以了解二次精炼过程中产生的氧化物混合物。结果表明，（Ca,Mn）S在CaO-Al2O3-MnO氧化物相中的溶解度随着氧化物相中的溶解度而增加MnO含量增加，但温度影响较小。1873K（1600℃）时，Fe-30%Mn加入合金中氧含量0.01%的Al降至10ppm。日本大同特种钢铁公司Norio Honjo对无氟化物进行了研究（CaF2）精炼对结构钢生产中夹杂物和脱硫能力的影响。他指出，在日本，炉渣通常用作铁路材料，并由日本工业标准协会标准化。由于日本标准化协会改变了标准，规定炉渣中氟化物的含量应小于4000ppm，因此，在炼钢过程中需要采用无氟精炼。然而，由于无氟渣的流动性和硫化物的吸收能力，夹杂物和脱硫能力发生了变化。研究表明，铝酸钙代替氟化物可以增加炉渣吸收硫化物的能力，降低氧化物的混合量。铝酸钙应用后，炉渣的脱硫能力增加，炉渣吸收硫化物的能力也随之增加Al2O3、低SiO2而且增加。另外，低aSiO2硫的分配比也有所提高。

                      提高表面质量，提高钢材性能  为了提高钢坯的表面质量，日本神户钢铁公司Miyake Takashi研究了含Al-Trip钢坯表面质量的提高。他指出，在连铸过程中，由于钢中的铝和保护渣SiO2之间的化学反应使高铝钢在连铸中保护渣成分的变化和波动比普通钢种明显得多。保护渣成分的变化导致粘度和凝固温度的升高，使钢坯壳与结晶器之间的润滑变差。在这种情况下，很容易出现一些问题，如钢坯壳与结晶器之间的粘合。此外，成分的变化也会波动结晶器产生的热量，更终导致钢坯的表面质量下降，特别是在连铸中Al-Trip在钢珠光体钢的情况下，表面质量的恶化变得更加明显。    为此，神户钢开发了一种新型的结晶器保护渣，即使化学成分发生变化，也能保持其润滑和传热特性。新的保护渣具有高碱度和高碱度Li2O含量。Al和SiO2生成的Al2O3能在熔炼过程中形成稳定LiAlO2小晶体保证了坯壳的均匀冷却。同时，即使连铸条件发生变化，使用该结晶器保护渣仍能稳定运行，从而提高坯体表面质量。日新钢有限公司Yutaka Hiraga介绍了在Kure钢厂2号板坯连铸机采用中间垫，提高换包点附近板坯质量的技术方法。在某些情况下，由于暴露的夹杂物，电镀板表面会出现亮点缺陷。研究表明，这些夹杂物是钢渣，悬浮在中间钢水中，因为它们在换包点的铸流中。因此，为了控制中间包装中钢液的流动，特别是在包装壁附近，采用中间包装垫，以促进周围渣的悬浮，从而减少亮点缺陷的一半。使用中间垫后，中间包装中的流动变得安静稳定，抑制渣的悬浮。              

                          重点开发资源利用和节能减排电炉粉尘处理新工艺。日本东北大学Nagasaka Tetsuya教授通过对CaO-Fe2O3-ZnO研究了系中显示的相平衡关系CaO处理电炉粉尘提取金属锌和锌CaO处理对锌回收利用的影响。他提出的新型电炉粉尘处理工艺——石灰添加工艺目前正在开发中，将高纯度金属锌和固体残留物作为铁水脱磷或高炉炼铁的熔剂。该过程包括两种反应：一种是电炉粉尘和CaO二是粉尘中的反应ZnO与金属铁产生的金属热还原。该工艺的基本原理是利用CaO-Fe2O3-ZnO金属锌是从系统的相平衡关系中提取的。试验结果表明，无需碳热还原法即可从电炉粉尘中回收高纯锌金属。    高炉生产中CO的利用。名古屋大学Kuwabara Mamoru教授研究了层状炉料结构数值模拟设计对高炉炉气利用效率的影响。他在报告中指出，高炉CO一方面，减少利用是一项重要任务CO2的排放，同时也可节省有限的煤资源。因此，他提出了一种简单的数值模拟方法，其名为NEUCOLS(层状结构CO通过设计理想的矿石和焦炭层状炉料结构，可以更有效地利用高炉CO。在设计中，他特别注意不均匀的气体流动和气体通过材料层的分散，以了解它们对CO利用的影响。本研究讨论了炉内部条件（温度、气体压力、预还原度）对炉内分配参数（粒度大小、空洞、铁矿石、焦炭休息角、碳氧比等）的影响，并提出了良好的炉结构。同时，计算模型的计算时间只有几分钟。

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