碱金属和TiO_2对高炉炉渣流动性的影响

针对高炉大量使用碱金属含量高、含TiO_2的低价外矿导致炉渣流动性恶化的问题,研究碱金属和TiO_2对高炉渣流动性的影响。结果表明,随着TiO_2含量增加,炉渣黏度升高;碱金属含量增加,炉渣黏度降低;二元碱度对炉渣黏度和熔化性温度影响较大。含TiO_2的低价外矿的使用比例不宜超过30%;当炉渣TiO_2含量3.2%、碱金属含量0.86%、二元碱度1.05、Mg O含量10.46%时,炉渣具有良好的流动性。     

添加剂对含钛高炉渣黏度的影响

根据承钢高炉冶炼条件,以现场含钛高炉渣为基准,利用熔体物性测定仪研究CaF2、MnO、MgO、Li2O和Cr2O3添加到终渣后对炉渣熔化性能的影响。结果表明这5种添加剂均对炉渣有稀释作用,并且CaF2在0.5%~1.0%,MnO在1.0%,MgO在3%,Li2O在1.0%,Cr2O3在0.5%时分别达到最好的稀释效果。通过对比得到加入合适量添加剂后炉渣TS由低到高的顺序为:氧化锂、氟化钙、氧化镁、氧化铬、氧化锰。     

TiO_2含量对含钛高炉渣中铁聚合行为的影响

针对承钢含钛高炉渣黏度大,渣铁分离较差,炉渣中含金属铁2%左右,给高炉渣利用带来困难,使生铁成本升高等问题,研究了渣中铁的存在形式,TiO_2含量对渣中铁聚合的影响,以及铁聚合机理。研究结果表明:随着TiO_2含量的增加,渣样中的铁珠的聚合效果越来越差,铁珠聚沉的位置由渣样的底面和侧面转移到渣样的顶部和侧面,并且渣样与坩埚的界面产生了金红色高熔点物质Ti(C,N)。随着渣中TiO_2含量的增加,炉渣中的铁含量从0.4%持续升高到1%。     

TiO2对高铝高炉渣性能和结构的影响研究

随着国内各钢铁企业高炉配加经济性较高的高铝原料的增加,炉渣中Al₂O₃含量增加,渣铁流动性变差,给高炉冶炼带来一系列问题。以CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-TiO₂五元渣系为研究对象,通过相图理论计算结合试验研究和炉渣结构分析,研究了高铝渣中不同TiO₂含量(低钛:5%,中钛:15%,高钛:25%)对高铝高炉渣黏度、熔化性温度的影响,并通过炉渣结构研究解析了影响炉渣物化性能的原因。结果表明:固定碱度R₂为1.25,TiO₂质量分数增加至25%过程中,炉渣熔化温度先下降后增高,当Ti0₂质量分数为7%时,炉渣液相析出相由斜长石类的钙铝硅酸盐(Ca₂Al₂SiO₇)转变为高熔点钛酸钙(CaTiO₃),其熔点为1975℃,炉渣熔化温度增加;TiO₂含量由低钛5%...     

CaF_2及碱度变化对中间包覆盖剂黏度的影响

采用二次正交组合设计法,对以高炉渣为主料的不同碱性中间包覆盖剂的黏度进行了测试研究,得出CaF2及碱度变化对覆盖剂黏度的影响规律及程度,得到回归方程,采用XRD和TG-DSC热分析法对熔融覆盖剂的矿物相进行分析,研究黏度变化机理,优化配方。结果表明:覆盖剂的黏度随CaF2含量的增加呈现先增大后减小趋势;随碱度的增大而逐渐增大。XRD图谱和TG-DSC曲线表明:碱度由1.75增大到1.95时,熔融覆盖剂低熔点的黄长石区域等进入较高的尖晶石区域,生成物由Ca4Al2SiO7F2、Ca3(Mg2Si2O4)、CaAlO4等高熔点化合物,向Ca4Al2SiO7F2、(Mg,Fe)2SiO4、CaMgSi2O4等低熔点化合物转变,流动性逐渐加强。     

TiO2对京唐高炉渣性能的影响及热力学分析

 为明确TiO2对京唐炉渣性能的影响机理,基于京唐高炉渣的实际成分,通过黏度试验研究了TiO2对炉渣黏度及熔化性温度的影响;同时利用FactSage热力学软件,计算了不同TiO2质量分数炉渣的活度、熔化温度,液相区以及炉渣从1 500冷却到1 000 ℃时的物相变化。试验结果表明,炉渣的黏度和熔化性温度随着渣中TiO2质量分数的增加而降低。FactSage计算表明,炉渣中TiO2活度增大,炉渣的黏度随之减小;TiO2增多有利于降低炉渣的熔化温度和扩大液相区,但当[w(TiO2)]由4.2%变化到5.6%时,炉渣的液相区反而在CaO区域缩小;炉渣结晶相的变化表明渣中TiO2不宜过多,否则在高温时就容易生成钙钛矿相,从而增大炉渣的黏度,不利于高炉顺行。为满足京唐高炉冶炼对炉渣性能的要求及护炉的需要,炉渣中[w(TiO2)]应控制在5.0%以内。     

浸渍涂覆法制备高炉渣纤维负载TiO_2复合材料

以高炉渣纤维(BFSF)为载体,采用浸渍涂覆法,在BFSF表面负载TiO_2,制备BFSF负载TiO_2(TiO_2/BFSF)复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、Zeta电位和纳米粒度分析仪、N2吸附脱附仪、场发射扫描电镜(SEM)及能谱元素分析(EDS)等近代测试方法对TiO_2的晶型、晶粒尺寸、比表面积和TiO_2/BFSF的显微结构进行了表征。并用亚甲基蓝(MB)来模拟印染废水,通过亚甲基蓝降解率的高低,评价样品的光催化活性。试验结果表明:TiO_2浓度为20 g/L,TiO_2悬浮液负载3次时,TiO_2均匀覆盖在BFSF四周,紫外光照射180 min时,亚甲基蓝的降解率为94.8%。TiO_2/BFSF复合材料重复利用4次,亚甲基蓝的降解率依然能够达到65%。     

MgO含量对龙钢高炉渣黏度影响的实验研究

以龙钢高炉渣为基本成分配制合成渣,测定不同MgO含量下的炉渣黏度.实验结果表明,适当提高高炉渣中的MgO含量,可以降低炉渣黏度,改善炉渣流动性,有利于高炉顺行.     

TiO_2对高炉渣矿相结构及冶金性能的影响

采用偏光显微镜对不同TiO_2含量(7%~16%)的高炉渣矿相结构进行系统研究。结果表明,炉渣显微结构为斑状结构、似斑状结构;斑晶矿物主要为巴依石和黄长石,基质为玻璃质、细小钛辉石、钙钛矿以及少量的金属Fe、TiC、TiN及其固溶体;随着TiO_2配加量的增大,炉渣中巴依石和钛辉石含量先降低后升高,而黄长石含量先升高后降低;当TiO_2含量超过12%以后,炉渣基质中TiC、TiN及其固溶体的含量有所增加,这些高熔点化合物会使炉渣的黏度和熔化性温度升高,导致高炉渣的流动性变差。该研究成果可为改善含钛高炉渣的流动性能提供重要的理论依据。     

TiO2对含钛高炉初渣物相转变与黏度的影响

为了研究含钛高炉初渣的形成过程和各种物相成分相互作用、迁移重组的过程,明晰TiO2对高炉初渣形成的影响规律,利用FactSage热力学软件及旋转柱体式黏度仪研究了TiO2质量分数对高炉初渣熔化温度、物相转变行为以及初渣黏度的影响。结果表明,随着初渣中TiO2质量分数的增加,含钛高炉初渣熔化温度升高,TiO2质量分数从4%增加到16%,其熔化温度从1 360升高到1 410 ℃,增加了50 ℃;含钛高炉初渣中TiO2质量分数对初渣中各种物相组成的转变和比例都有较大的影响,随着TiO2质量分数的增加,初渣固液相共存的温度区间变大,使高炉软融带变宽;TiO2对含钛高炉初渣黏度的影响相对较为复杂,当TiO2质量分数为4%～8%时,含钛高炉初渣黏度 温度曲线呈现出“碱性渣”的形态;当TiO2质量分数为16%时,含钛高炉初渣黏度 温度曲线呈现出“酸性渣”的形态。     

萤石对改善高炉高铝渣性能的影响

高炉生产实践表明,炉渣w（Al2O3）超过16%会对炉况稳定顺行产生较大影响,甚至引起高炉失常。在w（Al2O3）为17%、18%、19%、20%、21%的炉渣中添加0%、2%、4%、6%、8%、10%的w（CaF2）,测定了炉渣黏度的变化。研究表明,炉渣中w（Al2O3）在17%～18%,起降低黏度作用的w（CaF2）最低为2%。最后介绍了某高炉加萤石处理炉况失常的情况。     

微波场中加热高钛高炉渣的数值模拟

利用微波加热技术在高钛高炉渣内引发裂纹的实验过程中发现炉渣局部区域发生热失控现象.为探寻高钛高炉渣在微波场中产生热失控的原因,使用 FEMAP 和 wave-jω 软件计算了在多模式微波炉中高钛高炉渣及其周围空间内微波场和热三维分布情况,并对比研究了钙钛矿相和普通高炉渣吸收微波的能力.通过计算结果可知几乎所有的微波能都集中在被加热的高钛高炉渣试样中,即微波具有加热高钛渣自身而非周围环境的特点.另外,高钛高炉渣试样中微波场分布不均匀,且分散在炉渣中的钙钛矿相比其他矿物相更易被微波加热.以上 2 因素作用下微波加热高钛高炉渣时局部区域发生热失控现象.     

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.     

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。     

w(MgO)对高炉高铝渣高温性能的影响

在实验室条件下研究了w(MgO)对高炉高铝渣高温性能的影响,利用旋转法测定炉渣的黏度,利用变形法测定炉渣的熔点.研究结果表明:当高炉渣中w(Al2O3)＞17 %时,w(MgO)应控制在12 %,二元炉渣碱度控制在1.05,这样的高炉渣具有较低的熔点和较好的流动性,同时也有较强的脱硫能力;w(MgO)对高炉高铝渣的熔点...     

利用不锈钢尾渣及矿渣制砖的试验研究

通过利用不锈钢尾渣及矿渣制砖的试验,确定了不锈钢尾渣及矿渣制砖的合理配比。在此基础上,开发了激发不锈钢尾渣及矿渣活性的技术。结果表明:配加质量分数分别占0.4%、0.6%的Na2SO4和NaCl作为激发剂,可激发不锈钢尾渣及矿渣的活性,使砖的抗压强度最大提高了42.6%。     

高炉炉渣脱硫能力分析

为研究高炉炉渣脱S能力、降低铁水含S量,针对某高炉S负荷进行来源分析,对其炉渣数据进行了热力学分析,得到了铁水Si含量、炉渣碱度以及出铁速度对炉渣脱S能力的影响规律,并提出了改善炉渣脱S能力的措施。     

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。