高炉渣气-水混淬干法粒化及余热回收扩大试验研究

针对高炉渣开展了300 kg/h气-水混淬干法粒化试验研究,研究气淬空气流量、雾化冷却水量等关键参数的变化对粒化颗粒粒径分布、球形度、颗粒玻璃体含量等结果的影响,掌握高炉渣风-水混淬干法粒化的最佳运行参数,为后续半工业试验提供良好基础。结果表明:气淬空气流量为40Nm³/h,雾化冷却水流量为40L/h时,粒化颗粒的球形度良好,85%以上粒径均小于5 mm,玻璃体含量>95%。     

优化梅钢高炉炉渣结构的实验研究

重点研究了不同碱度和ωAl2O3水平条件下MgO对炉渣流动性和熔化性温度的影响。结果表明，在梅钢高炉炉渣碱度R2≤1．20，ωAl2O3≤15．5％的条件下，控制MgO在8％～10％的水平即能实现炉渣良好的流动性能。     

高炉渣改性作为矿渣棉原料的试验

研究了不同酸度条件下,随着高炉熔渣中主要成分的变化,其黏度和表面张力对高炉渣作为矿渣棉原料的影响,并对其影响机制进行了探讨。结果表明,Al2O3和SiO2增加时,黏度增加,表面张力也随之加大,利于制取较长的矿渣棉纤维。     

高炉渣处理方法

高炉渣的处理方法有多种,其中包括底滤(OCP)法、拉萨(RASA)法、因巴(INBA)法、图拉(TYNA)法及明特克(MTC)法等.通过对这几种高炉渣处理工艺的对比,认为图拉法安全性能最好,因巴法技术最成熟,明特克法投资与占地面积最小.     

碱度对包钢高炉渣物理性能的影响

摘要：为探明二元碱度对包钢高炉渣物理性能的影响机理,基于包钢7号高炉渣化学组成,添加纯试剂CaO、SiO2调整炉渣的二元碱度。通过实验研究二元碱度对包钢7号高炉渣熔化温度、黏度和熔化性温度的影响规律;同时采用Factsage70热力学软件,计算了不同碱度下炉渣的液相线温度和热焓值。结果表明：随着碱度升高,炉渣熔化温度不断升高,黏度和熔化性温度先降低后升高,碱度在1.1～1.3之间,碱度每提高0.1,炉渣半球温度提高4.67℃,软熔区间为3.33～4.60℃;碱度在1.1～1.4之间,1450℃以上炉渣黏度均低于0.5Pa·s,流动性良好;Factsage7.0计算结果表明：随着碱度的升高,炉渣的液相线温度不断升高,热焓值不断降低。综合考虑碱度对包钢炉渣熔化温度、熔化性温度、热焓和黏度的影响规律,建议包钢高炉渣的碱度应控制在1.1～1.3之间。     

高炉渣微观结构对其冶金性能的影响

高炉渣属于多元硅酸盐体系,在高温状态下处于熔融状态,在一定状态下物质的微观结构决定了其宏观性质。综述了高炉渣微观结构的研究现状,并分析了其对炉渣流动性和脱硫能力的影响。高炉渣化学组分主要分为网络形成子与修饰子,网络结构主要由硅氧四面体构成。CaO和MgO为网络修饰子,增加其含量,可使炉渣中自由氧离子浓度提高,降低炉渣中复杂阴离子的聚合度,破坏硅酸盐网络结构,从而炉渣黏度降低;但是碱度或MgO含量过高,也会导致炉渣中高熔点矿物增加,炉渣黏度增大。Al_2O_3、TiO_2根据其含量不同在炉渣中起的作用不同。在一定的含量范围内,Al_2O_3和TiO_2为网络修饰子,起到降低炉渣黏度的作用;随着Al_2O_3和TiO_2含量的增加,两者均会成为网络形成子,使炉渣的黏度增大,流动性变差。随着炉渣碱度或MgO含量的增加,炉渣中复杂离子团受到破坏,炉渣脱硫反应得到提高;但其含量过高时,高熔点物质增多,炉渣流动性变差,脱硫能力降低。通过深入研究高炉渣微观结构,可以更好地理解炉渣化学成分和冶金性能之间的关系,为确定合理的造渣制度提供理论依据。     

邯钢高炉渣脱硫能力的试验研究

根据邯钢目前高炉的冶炼条件,以现场渣为基准,利用化学试剂调整成分配制脱硫试验渣样,分别研究碱度、w(MgO)、w(Al2O3)和w(TiO2)等因素对邯钢炉渣脱硫能力的影响.结果表明,邯钢高炉渣的脱硫能力随炉渣碱度和w(MgO)的增加而提高,随w(Al2O3)和w(TiO2)的增加而降低.     

高炉渣液相生成行为与结晶过程的热力学研究

根据实际高炉炉渣的化学组成,利用FactSage热力学软件结合实验研究对不同组分条件下高炉渣的冶金行为进行探究从而得出二元碱度R2、w(MgO)/w(Al2O3)和Al2O3含量对高炉渣熔化温度以及液相生成行为与结晶过程的影响.结果表明:熔渣的开始结晶温度处于液相生成区间即熔化区间内,当R2在0.9～1.2、w(MgO...     

改性钢渣气淬行为对消解f-CaO的影响

以钢渣为研究对象,选取不同掺量(0%、15%、25%、35%)的高炉渣对其调质重构并进行高温气淬,研究气淬行为和重构渣对消解f-CaO的影响。结果表明:气淬行为利于消解钢渣中f-CaO,并且气淬完全的钢渣粒度越小,消解效率越好;经过XRD和矿相分析,发现钢渣经过气淬之后,矿相成分为玻璃质物相,以及RO相、硅酸二钙、方镁石等。     

高炉渣排氯能力的试验

 为找到合理有效的炉渣排氯制度,使得炉渣排氯能力最大化,在对高炉内氯元素进行热力学分析的基础上,研究了高炉渣的化学成分、温度以及恒温时间对排氯能力的影响。结果表明,高炉渣的排氯率随着炉渣碱度的提高而增加;其排氯率随温度的增加而降低;随[w(MgO)]的增加,其排氯率先增加后降低;随[w(Al2O3)]的增加,其排氯率先增加,当渣中[w(Al2O3)]超过16%时,其对炉渣排氯率的影响不大;随着恒温时间的延长,炉渣的排氯率降低。高炉在保证正常生产的前提下,应适当地提高炉渣碱度,降低高炉渣温度和增加出渣铁次数,[w(MgO)]和[w(Al2O3)]应保持在11.0%和16.0%左右,以提高炉渣的排氯能力,减少氯元素对高炉冶炼和后续设备产生的不利影响。     

京唐高炉渣性能评价及低镁渣性能分析

结合京唐高炉的生产实际,通过对京唐现场炉渣的取样和实验室分析,对京唐高炉渣的冶金性能进行评价,其炉渣的热稳定性及流动性均符合高炉冶炼要求。通过黏度试验研究,考察Al2O3以及二元碱度对低镁条件下炉渣黏度和熔化性温度的影响。试验结果表明,炉渣黏度随渣中Al2O3质量分数的增加而升高,随二元碱度的增加呈先降低后增加的趋势;炉渣的熔化性温度随渣中Al2O3质量分数和二元碱度的增加而升高;为保证低镁炉渣具有良好的流动性,当炉渣中MgO的质量分数保持为4.0%时,二元碱度可控制为1.19左右,Al2O3的质量分数控制为16%以下。     

首钢A高炉炉渣降低MgO的热力学分析

为了研究首钢A高炉炉渣降低MgO的可行性,利用FactSage热力学软件,从理论上解析首钢A高炉炉渣中MgO对固相析出温度和黏度的影响。研究发现,A高炉炉渣固相析出温度在1 400 ℃左右,炉渣在高炉炉缸中全为液相并具有较好的流动性。1 500 ℃下,现有炉渣组分在相图中液相区,若MgO含量降低,炉渣仍处在液相区。MgO质量分数在2.87%～7.37%区间变化时,随MgO含量升高,固相析出温度增加;MgO质量分数升高1%,炉渣固相析出温度升高约3.73 ℃。随MgO含量升高,炉渣黏度降低。1 500 ℃下,MgO质量分数升高1%时,炉渣黏度降低0.014 Pa·s。分析认为,炉缸热状态较好(铁水温度在1 480 ℃以上)时,适当降低MgO质量分数至6%,炉渣黏度不会受较大影响;炉缸热状态较差(铁水温度在1 480 ℃以下)时,不建议降低MgO含量。     

Slag-foaming phenomenon originating from reaction of titanium-bearing blast furnace slag: effects of TiO2 content and basicity

ABSTRACT

The foaming behaviour originating from the reduction of iron oxide in molten CaO–SiO₂–MgO–Al₂O₃–TiO₂ slag was studied at 1500°C with the aid of a real-time foaming process monitoring system. The effect of TiO₂ content and binary basicity on the slag foaming were investigated. It was found that the TiO₂ content has a significant influence on the foaming degree, while the basicity of the slag has a smaller influence. The foam-generation time, foam duration, and foam-elimination time greatly increased with increasing TiO₂ content, while they slightly increased with increasing basicity. Furthermore, the source of gas and the effect of physical properties of the slag on the foaming behaviour were also discussed. This study can provide a guideline for the utilisation of high-ratio titanium-bearing magnetite ore in the blast-furnace iron-making process, which is seriously affected by the slag-foaming problem.     

气淬高炉熔渣冷却凝固相变特性仿真

为了探究实际喷吹参数对渣珠内部凝固换热过程产生的影响,研究了不同喷吹速率和渣珠粒径参数下、高炉渣珠落到冷渣器时、渣珠内部温度场及固液相变规律,获得了不同气淬参数对高炉渣气淬渣珠冷却过程中换热情况的影响。结果表明,气淬高炉熔渣能够加快渣珠表层凝固形成固态渣壳,但是整个凝固过程并不均匀。随着喷吹速率的增大,渣珠凝固速度增快,渣壳形成时间缩短;粒径越小,渣珠换热速度越快,发生完全凝固时间越短。1 723 K出渣温度、350 m/s喷吹速率、粒径3 mm渣珠落入冷渣器时能够获得最快凝固速率,形成完整渣壳,同时节约能耗。     

高钛型高炉渣熔化性温度影响因素

针对增加钒钛磁铁矿使用比例渣中TiO2质量分数提高后,对二元碱度以及MgO、TiO2和Al2O3质量分数等对高钛型高炉渣熔化性温度的影响进行了分析。结果表明,在二元碱度为0.9~1.3、MgO质量分数为7.00%~13.00%、TiO2质量分数为21.00%~25.00%、Al2O3质量分数为13.00%~16.00%、其他组? 槐涞奶跫拢孀哦疃取gO质量分数升高,熔化性温度升高;随着TiO2质量分数升高,熔化性温度先升高后降低;随着Al2O3质量分数升高,炉渣熔化性温度降低。二元碱度可以在较大范围内变化,对炉渣熔化性温度的调控作用最明显;MgO、TiO2和Al2O3的质量分数只能在较小的范围内变化,对炉渣熔化性影响不显著。在渣中TiO2质量分数为21.00%~25.00%的条件下,炉渣二元碱度不宜超过1.15,三元碱度不宜超过1.60,否则炉渣熔化性温度将显著升高。     

TiO_2对高炉渣黏度的影响

为了阐明TiO2对炼铁高炉渣黏度的影响,用Brookfield DV-Ⅱ型黏度计对五元渣系CaO-SiO2-7.5%MgO-15%Al2O3-TiO2(w(CaO)/w(SiO2)=1.18)炉渣的黏度进行了测量。结果表明:在1 773K时,随着w(TiO2)的增加炉渣黏度降低;同时用傅里叶光谱仪分析炉渣结构发现,随着w(TiO2)的增加,[SiO4]4-四面体离子结构逐渐解聚,这是典型的碱性氧化物特征,表明TiO2可提供促进解聚的氧离子。     

高炉渗铝渣口的试验研究

开发的渣口渗铝工艺设备简单,易于操作,主要工艺参数如下:渗铝剂配比为铝粉10％,氧化铝粉88％,氯化铵2％;加热温度为850℃;保温时间11h。渗铝层具有耐高温、耐磨损、抗氧化、与基材结合强度高等特性。生产试验表明,渗铝渣口的使用寿命比普通渣口高2.28倍。