稀土尾矿用作炼钢脱磷助熔剂/氧化剂/造渣剂的应用基础研究
批准号:
52074003
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李杰
依托单位:
学科分类:
钢铁冶金
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李杰
中文摘要
基于目前研究不能充分利用稀土尾矿中尽量多的成分的问题,本项目拟将稀土尾矿作为炼钢过程的助熔剂、氧化剂、造渣剂开展碳饱和普通铁水的脱磷实验研究,借助于扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射仪等检测工具,研究稀土尾矿基脱磷渣系的物化性质和熔体结构,渣系组成变化对磷在渣-金间平衡分配比、渣系磷容量及脱磷率的影响,脱磷过程中熔渣的成渣路线和磷的转化以及脱磷终渣中磷的赋存形式,脱磷渣系对镁碳砖的侵蚀等,探讨稀土尾矿基脱磷渣系组成与渣系物化性质、熔体结构及渣系脱磷能力之间的关系,剖析稀土尾矿基渣系脱磷过程中磷的转化及脱磷终渣中磷的赋存形式和磷酸盐选择性富集机理,阐明稀土尾矿基渣系脱磷过程中的成渣路线和对镁碳砖的侵蚀行为,揭示稀土尾矿基渣系用于碳饱和普通铁水脱磷的作用机理及稀土尾矿在此脱磷过程中的作用,以期实现稀土尾矿中尽量多成分的综合利用,也为稀土尾矿在炼钢过程中的造渣脱磷提供理论依据和数据参考。
英文摘要
Based on the problem that the present study cannot make full use of as many components as possible in rare earth tailings, this project intends to use rare earth tailings as flux, oxidant and slagging agent in steelmaking process to carry out experimental research on dephosphorization of carbon saturated common hot metal. With the help of scanning electron microscope, electron probe microanalyzer, X-ray diffractometer and other testing tools,the physical and chemical properties and melt structure of slag system for dephosphorization based on rare earth tailings will be studied, and the effect of slag composition on the equilibrium distribution ratio of phosphorus between slag and gold, phosphorus capacity and dephosphorization rate will also be studied. The slag-formation route and the transformation of phosphorus in the process of dephosphorization, the occurrence form of phosphorus in final slag of dephosphorization, and the erosion of dephosphorization slag on magnesia carbon brick will be studied. The relationship between the compositions of the slag system and the physical and chemical properties, melt structure and dephosphorization ability of the slag will be discussed. The transformation of phosphorus in the process of dephosphorization of rare earth tailing based slag system, and the occurrence and selective enrichment mechanism of phosphorus in dephosphorization final slag will be analyzed, the slag-forming route and the erosion behavior of magnesia-carbon brick in the dephosphorization process of rare earth tailing based slag system will also be clarified. The action mechanism of dephosphorization of carbon-saturated hot metal by rare earth tailing-based slag system and the role of rare earth tailing in the process will be revealed. This project can realize the comprehensive utilization of as many components as possible in rare earth tailings, and also provide a theoretical basis and data reference for slagging and dephosphorization of rare earth tailings in the process of steelmaking.
将稀土尾矿用于炼钢脱磷过程,可起到助熔剂、氧化剂和造渣剂的作用,同时将稀土尾矿中尽量多的有价组元得以利用。本项目在脱磷用CaO-SiO2-Fe2O3基渣系中添加稀土尾矿,研究CaO-Fe2O3-稀土尾矿、CaO-SiO2-Fe2O3-稀土尾矿、CaO-SiO2-Fe2O3-MgO-稀土尾矿渣系组成对其熔点、粘度、渣中CaO和Fe2O3活度及渣系脱磷效果的影响;研究CaO-SiO2-Fe2O3-MgO-稀土尾矿渣系的结晶行为及对镁碳砖的侵蚀和石灰在其中的溶解行为;剖析添加稀土尾矿的脱磷渣系组成与渣系物化性质及渣系脱磷效果间的关系,探讨稀土尾矿在铁水氧化脱磷时的作用,研究结果可为稀土尾矿在脱磷造渣过程中的应用提供理论支持。研究结果表明:CaO-SiO2-Fe2O3-稀土尾矿渣系熔点分别随w(Fe2O3)、w(CaO)/w(SiO2)(以下简称碱度R)及w(稀土尾矿)增大均先降低后略升高;粘度分别随w(Fe2O3)、w(稀土尾矿)增大而降低;CaO组元的活度分别随w(Fe2O3)、w(稀土尾矿)增大而减小,随R增大而增大,Fe2O3组元活度变化规律则相反;w(Fe2O3)=38~45%、碱度=2.8~3.2,w(稀土尾矿)=20~25%时,CaO-SiO2-Fe2O3-稀土尾矿渣系熔点较低。CaO-SiO2-Fe2O3-稀土尾矿渣系脱磷率分别随R和w(Fe2O3)增大先增大后降低;R=4.0~4.5、w(Fe2O3)=38~42%、w(稀土尾矿)=15~20%时,渣系脱磷率相对较高。CaO-SiO2-Fe2O3-MgO-稀土尾矿渣系熔点随R增大而降低,分别随w(Fe2O3)及w(稀土尾矿)逐渐增大均先降低后升高;粘度分别随w(Fe2O3)、R及w(稀土尾矿)增大而降低;CaO组元活度随R增大而升高,随w(Fe2O3)、w(稀土尾矿)增大而降低;Fe2O3组元活度变化规律则相反。CaO-SiO2-Fe2O3-MgO-稀土尾矿渣系脱磷率随R增大而增大,随w(Fe2O3)增大先升高后降低,随w(稀土尾矿)增大先略增大后略降低;R=3.5~4.0、w(Fe2O3)=38~42%、w(MgO)=6%、w(稀土尾矿)=12~17%时,渣系脱磷率相对较高。稀土尾矿中的Fe2O3提供氧使铁水中磷氧化为P2O5,碱性氧化物与磷的氧化产物结合生成磷酸盐,CaF2、CeO2则起到助熔剂的作用。
普通含铬铁水脱磷用CaO-BaCO3-Fe2O3-Cr2O3基低氟或无氟渣系的熔体性质及氧化脱磷作用机理研究
-
批准号:U1960110
-
项目类别:联合基金项目
-
资助金额:58.0万元
-
批准年份:2019
-
负责人:李杰
-
依托单位:
基于CaO-SiO2-Al2O3-FetO-MgO高铝无氟渣系的中高磷铁水转炉脱磷作用机理研究
-
批准号:U1660116
-
项目类别:联合基金项目
-
资助金额:54.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:李杰
-
依托单位:
声-电物理场协同孕育处理对高碳钢中心偏析的影响及作用机理研究
-
批准号:51374008
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:70.0万元
-
批准年份:2013
-
负责人:李杰
-
依托单位:
超声波多点直接引入钢液对钢中非金属夹杂物的影响
-
批准号:50804001
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:20.0万元
-
批准年份:2008
-
负责人:李杰
-
依托单位:
国内基金
海外基金