铁尾矿为调质剂的高炉熔渣流动性行为

分析了铁尾矿配比对矿渣成分设计参数的影响规律,采用高温熔体物性综合测定仪测定熔渣黏度、流动性等高温物化性能.采用主成分分析法和多元线性回归原理,建立了主成分与熔渣流动性的数学模型.研究结果表明:调质高炉渣的成分设计参数更符合制取矿渣棉原料的要求;随着铁尾矿配比增加,熔渣黏度有升高的趋势,但高温区黏度较小、流动性较好,适宜的成纤温度区间变宽,调质高炉熔渣黏度、流动性更适合用于制备矿渣纤维;调质高炉熔渣适宜的酸度系数为1.2～1.4,即铁尾矿适宜的质量分数为5％～15％.     

酸度系数对调质高炉渣成纤质量的影响

为了改善矿渣棉纤维质量,采用铁尾矿对高炉渣进行调质,研究酸度系数对调质高炉渣黏度、熔化性温度和矿物组成的影响规律,并在此基础上采用离心试验证实了改变酸度系数能够优化纤维质量。结果表明:随着铁尾矿添加比例的升高,调质高炉渣的酸度系数Mk增加,调质高炉渣熔化性温度先降低后升高,熔化性温度对应的黏度值逐渐增加,调质高炉渣中不再有矿物析出,熔渣凝固后全部为非晶相。说明高炉渣开始由短渣特性转变为长渣特性,且在符合矿渣棉成纤黏度条件下,熔渣黏度变化趋于平缓,因此对高炉渣进行调质可以拓宽成纤温度区间范围,易于高炉渣纤维化控制;且酸度系数Mk提高,进一步可以改善纤维直径,提高纤维的使用性能。     

调质高炉渣均质化的可行性研究

 以实际生产高炉渣为原料,以铁尾矿为调质剂,采用测定熔渣黏度的方法确定调质高炉渣均质化过程,反映了铁尾矿的熔化、溶解和扩散的均匀化过程。并通过渣样中SiO2质量分数测定以及调质渣中矿相组成等方法验证了通过黏度测定调质高炉渣均质化的可行性。结果表明,同一酸度系数[Mk]下,调质高炉渣黏度随恒温时间的延长呈先下降后上升,最后趋于平稳的变化趋势;调质高炉渣均质化时间随铁尾矿添加量的增加而延长;当铁尾矿加入量大于15.88%时,调质高炉渣均质化时间显著延长;随着恒温时间进一步延长,试样上、中、下部SiO2质量分数趋于一致,而试样矿相组成与充分均质的调质矿渣一致,这说明通过黏度测定炉渣均质化的方法是可行的。中试试验证实,随着酸度系数的增加,纤维丝的直径增加,化学稳定性增强,纤维质量符合国家生产标准。     

高炉熔渣制备矿渣棉调质剂的研究

针对高炉渣制备矿渣棉的调质过程,研究铁尾矿、碱度、MgO和Al2O3含量对高炉渣黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明:铁尾矿能够使高炉渣由短渣特性向长渣特性转化,黏度变化更加平稳,但铁尾矿加入量超过20%后,熔渣黏度和熔化性温度增加,不利于熔渣直接制备矿渣棉;采用化学纯试剂对高炉渣进行调质时,碱度升高使得熔渣黏度向短渣特性进一步转化,熔化性温度升高,不利于熔渣流动性的提高;随着MgO含量增加,熔渣黏度和熔化性温度均呈现先降低后增加的趋势,MgO含量在8%~10%时,熔渣流动性较好;研究中Al2O3含量相对较小,Al2O3含量变化时,熔渣黏度和熔化性温度变化较小,对熔渣流动性影响较小。     

铁尾矿在高炉熔渣调质过程中热力学行为的研究

为进一步研究和优化不同铁尾矿配比在调质过程中与高炉熔渣间的优化匹配关系。在调质特性的基础上,基于热平衡原理和数学模型,利用热力学软件Fact Sage7.0模拟计算不同配比的铁尾矿对高炉熔渣体系热力学的影响,结合三次样条插值算法得出铁尾矿为调质剂高炉炉渣的熔化性温度的关系,模拟出在不同温度下不同配比的铁尾矿在适宜酸度内高炉熔渣体系的温降关系,并利用遗传优化灰色神经网络的算法对不同配比的调质剂铁尾矿与热补偿量之间的优化匹配关系进行模拟和预测,为研究铁尾矿调质机理提供了理论参考。     

碱度对高炉熔渣制备矿渣棉调质剂性能的影响

针对高炉渣制备矿渣棉的调质过程,研究碱度对高炉渣黏度和熔化性温度的影响规律。根据矿渣棉的基本成分,在熔融高炉渣中添加适量调质剂调整其化学成分,并加热混匀。研究结果表明,采用化学纯试剂对高炉渣进行调质时,碱度升高使得熔渣黏度向短渣特性进一步转化,熔化性温度升高,不利于熔渣流动性的提高;碱度对调质高炉渣表面张力的影响不显著;制备矿渣棉适宜的碱度为1.0。     

高炉熔渣直接调质改性制备矿棉纤维中试实践

 高炉熔渣从渣沟经分流后直接进入补热电炉中,同步加入硅质料等作为调质改性剂,并用补热电炉对调质改性后的熔渣进行熔化和补热,控制熔渣的出口温度为1 400～1 500 ℃,熔渣的黏度适宜,流动性好,满足制备矿棉纤维的要求。熔渣经高速离心法离心成纤后加工成集防火、绝热和吸音为一体的矿棉纤维产品,纤维的平均渣球质量分数4.7 %,纤维平均直径5.5 μm,含水率0.2%,均满足国家标准的要求,产品能耗和成本较传统的冲天炉工艺下降40%～60%。高炉熔渣直接调质改性制备矿棉纤维的新工艺解决了高炉熔渣高附加值直接利用的技术难题,为高炉熔渣资源化高附加值利用拓展了新的方向。     

喷吹工艺参数对矿渣棉质量的影响

采用调质高炉渣进行喷吹法制备矿渣棉试验,对喷吹试验所得纤维的表观特性及性能进行检测,探索喷吹工艺参数对纤维质量的影响规律.结果表明:高炉渣的成分含量不在形成矿渣棉的成分范围内,应该添加调质剂对高炉渣作调质处理;随着酸度系数的增加,纤维直径呈增长趋势;当酸度系数在1.0~1.2时纤维含水率变化不大,在1.3时含水率出现谷值,随后迅速增大;在黏度允许的范围内,气流速度越大,纤维越细长.采用喷吹工艺制备矿渣棉高炉渣酸度系数控制在1.2~1.3之间,喷吹气体压力控制在0.3 MPa左右,纤维质量较好.     

高炉熔渣气淬粒化热量回收试验研究

高炉熔渣显热能极高,属于高品位余热资源,回收价值很大。以高炉熔渣为热源,以空气为气淬介质,以空气和水作为换热介质,利用回转式冷渣机,进行高温渣粒余热回收试验。该工艺将粒化与余热回收分开,大大减少动力消耗。研究调质剂比例、气淬压力和喷嘴结构对系统热回收效率的影响。结果表明:随着调质剂添加比例的增加,系统热效率先增加后减小,最佳比例为10%;随着气淬压力的增加,系统热效率也呈现先增加后减小的规律,最佳压力为0.3 MPa;随着喷嘴马赫数的增加,系统热效率逐渐增加,但马赫数超过1.4,增速减缓,最佳马赫数为1.6;当三个试验变量同时处于最佳工况时,系统热效率可达52.35%。     

调质高炉熔渣喷吹法制备矿渣纤维的研究

采用自主设计搭建的实验平台,利用高速气流喷吹的方法,进行高炉热熔渣成纤试验,探讨熔渣成纤机理,分析影响纤维直径及性能的因素。结果表明:采用喷吹法制备矿渣纤维,熔渣经过液膜形成、凸起形成和凸起拉丝三个过程形成纤维;随气量压力的增大,纤维直径越细;调质熔渣酸度系数为1.1~1.4,温度在1 350~1 500℃制得纤维性能较好,此研究为工业扩大化生产提供理论依据。     

钒钛高炉渣的流动性

依据承德建龙特殊钢有限公司当前的高炉冶炼情况,以钢厂渣为基准,利用黏度测试装置,分析了钒钛高炉渣的碱度、w(TiO_2)、w(MgO)对高炉渣黏度与熔化性温度的影响。研究结果表明:随高炉渣碱度提高,黏度和熔化性温度先降低,碱度继续提高到1.25时,炉渣黏度与熔化性温度迅速提高;随着高炉渣中w(TiO2)提高,黏度和熔化性温度呈先降低后升高的趋势;w(MgO)提高利于降低炉渣熔化性温度,不同w(MgO)情况下,炉渣熔化性温度最高为1297℃。碱度为1.15~1.20,w(TiO_2)小于10%,w(MgO)在12%~14%时,钒钛炉渣流动性较优。     

Crystallization behavior of blast furnace slag modified by adding iron ore tailing

Blast furnace(BF)slag is a by-product of the ironmaking process and could be utilized to manufacture slag fiber by adding iron ore tailing.The crystallization behavior of the modified BF slag is significant to the fibrosis process.To investigate the influence of basicity on the crystallization behavior,BF slag was modified by adding iron ore tailing at room temperature and melted at 1 500°C.FactSage simulation,X-ray diffraction,scanning electron microscopy backscattered electron imaging coupled to an energy dispersive spectrometer,and hot thermocouple technique analysis were performed to explore the crystallization behavior of the modified BF slag during the cooling process.It was found that the initial crystallization temperature increased with the increase in basicity.Melilite,anorthite,clinopyroxene,and wollastonite could be generated during the cooling process as basicity ranged from 0.7 to 0.9.Spinel could be found as one of the phases;however,wollastonite disappeared under a basicity of 1.0.The initial crystallization temperature was controlled by the crystallization of melilite during the cooling process when the basicity of the modified BF slag ranged from 0.7 to 1.0.Moreover,the cooling rate could also influence the crystallization of the modified BF slag.     

MgO对烧结矿与高炉渣冶炼性能及工艺参数影响的试验

MgO是高炉渣的重要成分,渣中含有一定的MgO可降低炉渣粘度,提高炉渣流动性,提高还原性以及软化和熔化温度而改善冶金性能;烧结矿含有一定数量的MgO,可降低低温还原粉化性改善高炉透气性。工业试验表明,目前条件下攀钢烧结矿提高MgO 0.2%左右,矿相结构与矿物组成改善,强度提高0.10%左右,低温还原粉化率由66.03%降低到64.33%,但还原度由84.46%下降到84.13%,烧结矿粒度约有偏差。高炉渣中MgO质量分数提高0.35%达到7.8%~8.0%,炉渣熔化性温度与粘度下降,炉渣流动性由115 mm提高到170 mm,铁损由7.09%降低到5.15%,校正后产量下降18 t/d,但综合焦比下降了6.57 kg/t,节焦效果显著,同时烧结与高炉的工艺参数得到优化。     

未燃煤粉对攀钢高炉炉渣冶金性能的影响

通过试验室模拟攀钢高炉未燃煤粉在高炉内与炉渣发生物理和化学反应的行为,分析了炉渣粘度和流动性所受到的影响,并对产生这种影响的原因进行了讨论.     

富Al2O3高炉炉渣粘度实验研究

高炉炉渣中Al2O3含量过高会造成炉渣粘度增高,流动性变差,使高炉技术经济指标降低.本研究通过调整炉渣中二元碱度与MgO含量以及添加少量CaF2等措施,从而达到在高Al2O3含量条件下也能保证高炉生产合适的炉渣粘度.     

邯 钢 高 炉 渣 的 熔 化 性 能

 根据邯钢目前高炉的冶炼条件,以现场渣为基准,研究了炉渣碱度、MgO、Al2O3和TiO2含量对炉渣熔化性能的影响。结果表明,随碱度增加,炉渣粘度和熔化性温度先下降后提高。较高的MgO含量可降低炉渣粘度和熔化性温度,提高炉渣流动性。随渣中Al2O3含量增加,炉渣流动性变差。渣中TiO2含量对炉渣粘度和熔化性温度影响不明显。本试验条件下,合理的炉渣组成为：二元碱度为110~115,MgO含量为1119%左右,Al2O3含量为1439%左右,TiO2含量可根据现场原料变化情况而定。     

中性气氛下高铝中钛型高炉渣黏度的试验研究

采用RTW熔体物性测定仪研究了中性气氛条件下高铝中钛型高炉渣的黏度和熔化性温度,得到了碱度和化学成分等因素对其黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明:在中性气氛条件下,当炉渣碱度从0.92提高到1.12时,炉渣的黏度降低、熔化性温度升高;随着渣中MgO含量的升高,炉渣的黏度先降低再升高;增加渣中Al2O3含量,炉渣的黏度显著提高。当Al2O3的质量分数大于14.75%后对炉渣黏度的影响不明显;当TiO2的质量分数在10.57%～14.57%范围内增加时,高铝中钛渣的黏度随之降低,即在理想条件下,TiO2含量和温度的增加对炉渣黏度影响均不大。但当高炉冶炼钒钛磁铁矿时,炉渣中的Ti(C,N)等高熔点物质随原料中TiO2含量的增加和炉温的上升而增加,将对炉渣黏度产生很大的影响,故冶炼时应控制高炉内TiO2的还原以少生成高熔点钛化合物,并且严格控制铁水温度以使高炉接受矿石钛含量。