电磁悬浮对Fe-0.22%...46%Mn钢精炼脱磷的影响_张培培.pdf

第5 8卷 第7期 2 0 2 3年7月钢 铁I r o na n dS t e e lV o l.5 8,N o.7,p 7 2-7 9 J u l y2 0 2 3 D O I:1 0.1 3 2 2 8/j.b o y u a n.i s s n 0 4 4 9-7 4 9 x.2 0 2 3 0 0 3 3电磁悬浮对F e-0.2 2%C-0.5 4%S i-1.4 6%M n钢精炼脱磷的影响张培培1,张桂芳1.2,姜 琦1,陈 亮3(1.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南 昆明6 5 0 0 9 3;2.云南省高校复杂铁资源清洁冶金重点实验室,云南 昆明6 5 0 0 9 3;3.攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司,四川 攀枝花6 1 7 0 0 0)摘 要:为了探讨电磁悬浮精炼对钢中磷杂质去除的影响,以HR B 6 0 0钢为研究对象,在电磁悬浮精炼条件下,研究了其对钢中磷杂质的去除效果。这种钢的基本化学成分为F e-0.2 2%C-0.5 4%S i-1.4 6%M n。相对于传统方法,电磁悬浮精炼技术采用超高频交变电流产生交变电磁场,依靠电磁场和感应电流之间相互作用形成的电磁力使金属熔体悬浮,具有避免坩埚污染、使材料内部成分均匀、高温快速熔炼等特点。采用电磁悬浮技术探索了电磁悬浮时间、温度及悬浮气氛对F e-0.2 2%C-0.5 4%S i-1.4 6%M n钢精炼过程中磷杂质去除及传质系数影响。研究表明,悬浮时间、悬浮温度及气氛流量对磷的脱除以及磷传质系数有影响,磷从熔体中挥发并被流动气体排出的过程为杂质元素磷从熔体边界层扩散到熔体表面。悬浮温度提高以及气氛流量增加有利于磷的脱除及磷的传质系数提高。悬浮时间延长,磷的脱除率提高,但磷的传质系数降低。当悬浮时间为4 5m i n、悬浮温度为21 2 3K、悬浮气氛流量为1.5L/m i n时脱磷率最高,为4 0.5 6 1%;当悬浮时间为1 5m i n、悬浮温度为19 2 3K、悬浮气氛流量为1.0L/m i n时,磷传质系数最高,为1.0 91 0-6m/s。关键词:电磁悬浮;F e-0.2 2%C-0.5 4%S i-1.4 6%M n钢;脱磷;传质系数;精炼文献标志码:A 文章编号:0 4 4 9-7 4 9 X(2 0 2 3)0 7-0 0 7 2-0 8E f f e c t o f e l e c t r o m a g n e t i c l e v i t a t i o no nd e p h o s p h o r i z a t i o no fF e-0.2 2%C-0.5 4%S i-1.4 6%M ns t e e l d u r i n gr e f i n i n gZ HANGP e i p e i1,Z HANGG u i f a n g1,2,J I ANGQ i1,CHE NL i a n g3(1.F a c u l t yo fM e t a l l u r g i c a l a n dE n e r g yE n g i n e e r i n g,K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,K u n m i n g6 5 0 0 9 3,Y u n n a n,C h i n a;2.Y u n n a nP r o v i n c i a lK e yL a b o r a t o r yo fC o m p l e xI r o nR e s o u r c e s f o rC l e a nM e t a l l u r g y,K u n m i n g6 5 0 0 9 3,Y u n n a n,C h i n a;3.P a n z h i h u aI r o na n dS t e e lR e s e a r c hI n s t i t u t eC o.,L t d.,P a n g a n gG r o u p,P a n z h i h u a6 1 7 0 0 0,S i c h u a n,C h i n a)基金项目:国家自然科学基金资助项目(5 2 0 7 4 1 4 0)作者简介:张培培(1 9 9 7),男,硕士生;E-m a i l:3 7 6 1 5 2 6 8 3q q.c o m;收稿日期:2 0 2 3-0 1-1 9通信作者:张桂芳(1 9 6 5),女,博士,教授;E-m a i l:g u i f a n g z h a n g 6 51 6 3.c o mA b s t r a c t:I no r d e r t oe x p l o r e t h e e f f e c t o f e l e c t r o m a g n e t i c l e v i t a t i o nr e f i n i n go n t h e r e m o v a l o f p h o s p h o r u s i m p u r i t i e si ns t e e l,HR B 6 0 0s t e e lw a s t a k e na s t h er e s e a r c ho b j e c t,u n d e r t h ec o n d i t i o no fe l e c t r o m a g n e t i c l e v i t a t i o nr e f i n i n g,t h e e f f e c t o fr e m o v i n gp h o s p h o r u si m p u r i t i e sw a ss t u d i e d.T h eb a s i cc h e m i c a lc o m p o s i t i o no ft h i ss t e e l i sF e-0.2 2%C-0.5 4%S i-1.4 6%M n.C o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a lm e t h o d s,e l e c t r o m a g n e t i cl e v i t a t i o nr e f i n i n gt e c h n o l o g yu s e su l t r a-h i g hf r e q u e n c ya l t e r n a t i n gc u r r e n tt og e n e r a t ea l t e r n a t i n ge l e c t r o m a g n e t i cf i e l d,a n dr e l i e so nt h ee l e c t r o m a g n e t i cf o r c e f o r m e db yt h e i n t e r a c t i o nb e t w e e ne l e c t r o m a g n e t i cf i e l da n di n d u c e dc u r r e n tt ol e v i t a t et h em e t a lm e l t,w h i c hh a s t h ec h a r a c t e r i s t i c so fa v o i d i n gc r u c i b l ep o l l u t i o n,m a k i n gt h ei n t e r n a lc o m p o s i t i o no ft h em a t e r i a lu n i f o r m,a n dh i g ht e m p e r a t u r ea n dr a p i dm e l t i n ga n ds oo n,t h ee f f e c t so f e l e c t r o m a g n e t i c l e v i t a t i o nt i m e,t e m p e r a t u r ea n d l e v i t a-t i o na t m o s p h e r eo nt h er e m o v a lo fp h o s p h o r u si m p u r i t i e sa n dm a s st r a n s f e rc o e f f i c i e n td u r i n gt h er e f i n i n go fF e-0.2 2%C-0.5 4%S i-1.4 6%M ns t e e lw e r e e x p l o r e du s i n ge l e c t r o m a g n e t i c l e v i t a t i o n t e c h n o l o g y.T h e r e s u l t s s h o wt h a tl e v i t a t i o nt i m e,l e v i t a t i o nt e m p e r a t u r ea n da t m o s p h e r e f l o wr a t eh a v ee f f e c t so np h o s p h o r u s r e m o v a l a n dm a s s t r a n s-f e rc o e f f i c i e n t.T h ep r o c e s so fp h o s p h o r u sv o l a t i l i z a t i o nf r o m m e l ta n dd i s c h a r g eb yf l o w i n gg a s i st h a t i m p u r i t yPd i f f u s e s f r o mm e l tb o u n d a r y l a y e r t om e l t s u r f a c e.T h e i n c r e a s eo f l e v i t a t i o nt e m p e r a t u r ea n da i r f l o wr a t e i sb e n e f i-c i a l t op h o s p h o r u s r e m o v a l a n dm a s s t r a n s f e r c o e f f i c i e n t o f p h o s p h o r u s.W i t h t h e e x t e n s i o no f l e v i t a t i o n t i m e,t h e r e-m o v a l r a t eo fp h o s p h o r u s i n c r e a s e s,b u t t h em a s s t r a n s f e rc o e f f i c i e n to fp h o s p h o r u sd e c r e a s e s.T h eh i g h e s td e p h o s-p h o r i z a t i o nr a t ew a s4 0.5 6 1%a t 4 5m i n s l e v i t a t i o nt i m e,21 2 3Kl e v i t a t i o nt e m p e r a t u r e,a n d1.5L/m i n,l e v i t a t i o n第7期张培培,等:电磁悬浮对F e-0.2 2%C-0.5 4%S i-1.4 6%M n钢精炼脱磷的影响a t m o s p h e r e f l o wr a t e.T h eh i g h e s tm a s s t r a n s f