高磷硅錳合金還原脫磷的優(yōu)化研究
發(fā)布時間：2022-01-03 12:53
我國錳礦資源豐富,但貧礦眾多,高品位的錳礦資源基本依靠進口,導致錳系合金生產成本一直居高不下。重慶城口、秀山等地,錳礦品位低,P、S等雜質元素含量高,生產的硅錳合金磷含量嚴重超標,產品價值低,制約著當?shù)劐i合金產業(yè)的高效發(fā)展。硅錳合金產量大、應用范圍廣,是煉鋼常用的脫氧及合金添加劑,其產品質量在一定程度上決定著鋼材的質量水平。硅錳合金中的P會污染鋼液,引起鋼的“冷脆”,降低鋼材質量。因此,控制硅錳合金中的磷含量,使其國標化,是鐵合金領域的重要課題。本課題探索了重慶城口地區(qū)所生產的高磷硅錳合金的磷含量脫除問題,基于共存理論建立了合金熔體及熔渣的熱力學模型;采用“感應爐+硅鉬爐”進行還原脫磷的實驗研究,借助ICP、XRD等檢測手段,探討了熔渣組分及工藝條件對脫磷的影響;采用感應爐,進行了噸級硅錳合金還原脫磷的工業(yè)化試驗。得到以下幾點結論:（1）基于所建立的熔渣的熱力學模型,分析得出:對于三元CaO-SiO2-Al2O3渣系,熔渣脫磷能力隨渣中CaO含量的增加而增加;對于四元CaO-SiO2-Al...
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：87 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
010-2017年中國錳礦進口量[13-14]
圖 1.2 硅錳熔體平衡相圖[23]Fig. 1.2 Phase diagram of Si-Mn melt表 1.4 錳硅合金相圖中的特性點[23]Table 1.4 The Characteristic points in the phase diagram of Mn-Si allo各相的組分，Si, wt.% 溫度, ℃ 0 1246 ( Mn)(a) ~3.75 ~0.3 ~2 1205 n(a) 0 1137 ( Mn)(a) ~9 ~2.8 ~5 1155 n 0 1100 n 0 727 Mn3Si ~24 37.5 25.4 1070 Mn3Si 25~25.6 677 n5Si3 Mn5Si2(b) ~25.6 37.5 28.6 850
0.2 0.0023 0.752 -20.39 4.678 -12.440.3 0.0049 0.5830 -27.89 6.130 -17.470.4 0.0117 0.3613 -33.78 7.192 -21.550.5 0.0305 0.1656 -37.37 7.460 -24.690.6 0.0929 0.0408 -38.23 5.205 -29.380.7 0.2852 0.0052 -34.71 1.644 -31.920.8 0.5829 0.0006 -27.07 1.360 -24.760.9 0.8645 6.7E05 -15.44 3.314 -9.8031.5.2 硅錳合金脫磷研究現(xiàn)狀眾所周知，磷原子最外層有 5 個電子，這也就意味著，它既可失去 5 個電子，形成磷酸鹽，也可獲得 3 個電子，形成磷化物，從而得到 8 電子穩(wěn)定結構。也就是說，硅錳合金爐外脫磷存在著氧化脫磷及還原脫磷兩種方式，其脫磷傳質機理如下圖所示：P5+P5+P3-P3-
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國錳礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀[J]. 朱志剛. 中國錳業(yè). 2016(02)
[2]錳礦資源現(xiàn)狀及開發(fā)利用思考[J]. 雷曉力,胡永達,杜軼倫,張福良,王丹. 中國礦業(yè). 2015(S1)
[3]中國進口錳礦市場分析[J]. 周健. 中國錳業(yè). 2015(02)
[4]我國錳礦資源開采現(xiàn)狀與可持續(xù)發(fā)展的研究[J]. 洪世琨. 中國錳業(yè). 2011(03)
[5]低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2系精煉渣的性能[J]. 史冠勇,張廷安,牛麗萍,豆志河. 過程工程學報. 2011(04)
[6]錳硅合金還原脫磷渣處理試驗研究[J]. 曾世林,儲少軍. 鐵合金. 2010(01)
[7]錳硅合金沉淀脫磷工藝制度的優(yōu)化[J]. 曾世林,儲少軍,禹華芳,梁枝林. 鐵合金. 2009(06)
[8]世界錳礦資源及錳礦業(yè)發(fā)展[J]. 嚴旺生,高海亮. 中國錳業(yè). 2009(03)
[9]微波加熱含碳氧化錳礦粉體還原過程中磷的遷移行為[J]. 侯向東,陳津,張猛,范晉平. 中國錳業(yè). 2009(03)
[10]還原脫磷及其脫磷產物的鑒定[J]. 李國祥,李松波. 內蒙古石油化工. 2006(09)
博士論文
[1]錳基熔體系統(tǒng)磷雜質凈化機理研究[D]. 謝澤偉.重慶大學 2014
碩士論文
[1]高磷錳硅合金深度還原脫磷機理研究[D]. 周志強.重慶大學 2017
[2]高硫含量硅錳合金脫硫基礎研究[D]. 樊金環(huán).重慶大學 2014
本文編號：3566309
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：87 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
010-2017年中國錳礦進口量[13-14]
圖 1.2 硅錳熔體平衡相圖[23]Fig. 1.2 Phase diagram of Si-Mn melt表 1.4 錳硅合金相圖中的特性點[23]Table 1.4 The Characteristic points in the phase diagram of Mn-Si allo各相的組分，Si, wt.% 溫度, ℃ 0 1246 ( Mn)(a) ~3.75 ~0.3 ~2 1205 n(a) 0 1137 ( Mn)(a) ~9 ~2.8 ~5 1155 n 0 1100 n 0 727 Mn3Si ~24 37.5 25.4 1070 Mn3Si 25~25.6 677 n5Si3 Mn5Si2(b) ~25.6 37.5 28.6 850
0.2 0.0023 0.752 -20.39 4.678 -12.440.3 0.0049 0.5830 -27.89 6.130 -17.470.4 0.0117 0.3613 -33.78 7.192 -21.550.5 0.0305 0.1656 -37.37 7.460 -24.690.6 0.0929 0.0408 -38.23 5.205 -29.380.7 0.2852 0.0052 -34.71 1.644 -31.920.8 0.5829 0.0006 -27.07 1.360 -24.760.9 0.8645 6.7E05 -15.44 3.314 -9.8031.5.2 硅錳合金脫磷研究現(xiàn)狀眾所周知，磷原子最外層有 5 個電子，這也就意味著，它既可失去 5 個電子，形成磷酸鹽，也可獲得 3 個電子，形成磷化物，從而得到 8 電子穩(wěn)定結構。也就是說，硅錳合金爐外脫磷存在著氧化脫磷及還原脫磷兩種方式，其脫磷傳質機理如下圖所示：P5+P5+P3-P3-
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國錳礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀[J]. 朱志剛. 中國錳業(yè). 2016(02)
[2]錳礦資源現(xiàn)狀及開發(fā)利用思考[J]. 雷曉力,胡永達,杜軼倫,張福良,王丹. 中國礦業(yè). 2015(S1)
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[4]我國錳礦資源開采現(xiàn)狀與可持續(xù)發(fā)展的研究[J]. 洪世琨. 中國錳業(yè). 2011(03)
[5]低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2系精煉渣的性能[J]. 史冠勇,張廷安,牛麗萍,豆志河. 過程工程學報. 2011(04)
[6]錳硅合金還原脫磷渣處理試驗研究[J]. 曾世林,儲少軍. 鐵合金. 2010(01)
[7]錳硅合金沉淀脫磷工藝制度的優(yōu)化[J]. 曾世林,儲少軍,禹華芳,梁枝林. 鐵合金. 2009(06)
[8]世界錳礦資源及錳礦業(yè)發(fā)展[J]. 嚴旺生,高海亮. 中國錳業(yè). 2009(03)
[9]微波加熱含碳氧化錳礦粉體還原過程中磷的遷移行為[J]. 侯向東,陳津,張猛,范晉平. 中國錳業(yè). 2009(03)
[10]還原脫磷及其脫磷產物的鑒定[J]. 李國祥,李松波. 內蒙古石油化工. 2006(09)
博士論文
[1]錳基熔體系統(tǒng)磷雜質凈化機理研究[D]. 謝澤偉.重慶大學 2014
碩士論文
[1]高磷錳硅合金深度還原脫磷機理研究[D]. 周志強.重慶大學 2017
[2]高硫含量硅錳合金脫硫基礎研究[D]. 樊金環(huán).重慶大學 2014
本文編號：3566309
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