山西建邦高纯铸造生铁冶炼工艺研究

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高纯铸造生铁主要用于高端铸件生产。我国生产高纯铸造生铁以精料法工艺为主,氧化法工艺在国内尚未普及。由于精料法工艺原料资源的限制,采用氧化法工艺生产高纯铸造生铁是技术发展的主要方向,其中高炉冶炼+铁水“三脱”(脱[S]、脱[Si]、脱[P])工艺成为研究热点。通过对此工艺的研究,对提升高纯铸造生铁冶炼工艺水平,节约资源,降低生产成本及其可持续供给具有重要意义。本文对企业其现行高炉冶炼工艺进行了分析,展开以氧化法为主线的铁水“三脱”(脱硫、脱硅和脱磷)后期铁水炉外处理对杂质元素的控制研究。取得的主要研究成果如下:(1)进行了系统的热平衡及物料平衡计算,摸清了现行工艺冶炼水平,提出了入炉原料杂志元素控制标准;(2)建立了高纯铸造生铁冶炼工艺数据库,具有数据存储、数据查询、统计分析、物料平衡计算等功能,结合现场情况开发了适用的工艺分析软件,包括多元线性回归、配矿成本优化模块;利用数据库分析了高炉运行现状,了解了各主要原料、操作及产品参数的波动情况;研究了高炉冶炼各因素对[Si]、[Mn]、[S]、[Ti]含量变化的影响规律,得到了回归关系式;进行了优化配矿;(3)将铁水中杂质元素按照易脱除元素(Ti、Si、Al),部分脱除元素(S、P、Cr、Mn、V、B),无法脱除元素(Mo、Sn、Sb、Pb、Bi、Te、As),通过理论计算、相关试验及生产数据分析,建立了基于铁水“三脱”生产高纯铸造生铁工艺的各元素的脱除率及入炉量的控制标准。(4)处理后铁水由于温度降低、硅和碳当量降低,可浇注性降低,易出现气孔等缺陷,建议通过铁水增硅、真空处理等方式改善。
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