调质熔渣制备矿渣棉及棉板的中试研究

作者开发了一套电弧炉熔渣调制试验平台,以调质高炉渣为原料,用离心成纤法制备矿渣棉及棉板的中试研究.对矿渣棉及棉板的性能进行了分析.结果表明:在此平台上制备出的矿渣棉具有光滑呈圆柱状的表面、直径与渣球含量均符合国标要求,其直径与渣球含量均随酸度系数的增大呈增大趋势;矿渣棉板各项性能均符合高炉渣纤维板的指标值.该项技术不仅解决了高炉熔渣显热利用途径,同时提高了高炉渣的高附加值,为钢铁企业高炉渣余热利用和资源化提供了重要示范.     

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。     

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。     

高炉熔渣直接纤维化矿渣棉的性能研究

以酸度系数为1.25的调质高炉渣为原料在实验室进行了四辊离心法制备矿渣棉试验。对所得矿渣棉表观形貌及直径、渣球含量及吸水率、矿相及析晶温度进行分析。结果表明:矿渣棉表面呈光滑的圆柱状,其直径、渣球含量和吸水率分别为4.9μm、3.76%和0.73%,均符合国标要求;矿渣棉的玻璃化程度较高,除极少量钙铝黄长石(Ca[Al(AlSi)O_7])和钙镁黄长石(Ca_2MgSi_2O_7)外,析晶几乎为零,其析晶温度在882℃左右。     

旋风炉解毒不锈钢渣与熔渣调质制备矿渣棉的研究

在中国某火电厂进行旋风炉附烧解毒不锈钢渣与熔渣调质制备矿渣棉的试验研究,将预混合煤粉和不锈钢渣混合后吹入旋风炉,煤粉燃烧产生的煤灰与不锈钢渣形成液态熔渣,在高速旋转气流的作用下附着在旋风筒内壁上,通过排渣口下部的活动溜槽流入渣罐中,运输至电炉车间倒入电炉中调质,使用四辊离心机制备矿渣棉,系统研究了不锈钢渣解毒机制、电炉调质、离心成纤和矿渣棉性能。研究表明,不锈钢渣中的Cr(VI)在高温和还原气氛下在旋风炉内热解或还原为Cr(III),转化率超过99.96%;添加质量分数为40%不锈钢渣和0%石灰时,熔渣适宜成纤的温度范围为1 360～1 540℃,制备了酸度系数2.0、平均直径5.1μm、渣球质量分数5.2%的矿渣棉,Cr(VI)和TCr满足国标要求;矿渣棉性能指标达到岩棉水平,燃烧性能为A级不燃。     

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。     

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。     

矿化剂对矿渣熔化温度与黏度的影响

本文通过添加不同种类、不同数量的矿化剂，来研究其对矿渣的助熔效果，以寻求得到熔化温度较低、流动性较好的矿渣，保证矿渣的水淬处理过程得以顺利进行，从而为得到反应性能较好的矿渣奠定基础。     

低钛高炉炉渣的流动性能研究

根据宣钢高炉冶炼条件采用RTW熔体物性测定仪,并以现场含钛高炉渣为基准,进行炉渣的黏度试验;研究不同的碱度、MgO和Al2O3含量对低钛高炉渣流动性能的影响。结果表明:试验用4种不同碱度炉渣黏度η-T曲线具有短渣特性,随炉渣碱度升高,炉渣η-T曲线短渣特性增强;在相同温度条件下炉渣黏度基本随碱度的升高而降低;MgO在一定范围内能起到降低炉渣黏度的作用,但MgO含量超过11%时,炉渣黏度随MgO含量的升高而增大;在试验条件下,低钛炉渣Al2O3含量对炉渣流动性质影响较小,生产中炉渣温度应保证在1400℃以上,炉渣Al2O3含量可以适当选高。     

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。     

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。     

含钛高炉渣熔化性温度的试验研究

含钛高炉渣的熔化性温度是影响高炉炉渣冶金特性的关键因素。以工业生产含钛高炉渣为原料,进行正交试验研究,其结果表明：随着碱度的提高,熔化性温度上升,粘度也升高;MgO从6%增加到8%或8.5%时,熔化温度曲线温度转折点即熔化性温度从1 435℃降低到1 380℃;TiO2含量在16%~20%的条件下,渣中MgO在8%左右,Al2O3含量在9%~13%之间,TiO2对炉渣粘度与熔化性温度影响不大。     

高炉炉渣化渣剂技术应用生产试验

方大特钢炼铁厂通过在3号高炉进行化渣剂技术生产试验,发现该技术能够改善高炉炉渣的流动性、促进渣铁分离、提高金属铁的回收率.同时,铁沟、渣沟清洁状况改善,炉前作业人员劳动强度明显减轻.目前,该技术已在3号高炉得到使用.     

熔融高炉渣纤维化过程中析晶行为研究

以高炉渣为研究对象,采用Factsage热力学软件模拟高炉渣冷却过程中矿物开始析出温度、矿物的析出种类及含量;采用熔体物性综合测定仪研究高炉渣降温过程中的黏度变化;采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)研究高炉渣不同温度下的矿物组成和显微结构。结果表明:高炉渣冷却过程中,1 350℃开始析出晶体,析出的主晶相为钙铝黄长石(Ca_2Al_2SiO_7)和镁黄长石(Ca_2MgSi_2O_7)。此外,熔融高炉渣成纤适宜的温度区间为1 350~1 371℃。     

高炉炉渣粘度性能预测系统

针对南钢矿石成分、炉料结构的不断变化,用计算机语言编制可计算在不同矿石成分和炉料结构下的理论炉渣成分及其它参数的软件。同时,收集了大量南钢正常生产时的炉渣成分数据,建立了高炉炉渣粘度数据库,根据坐标转换的作图原理,用Excel作出CaO SiO2 Al2O3系工业等粘度图,对照计算炉渣成分,提前预测了高炉炉渣状况,并以此来指导生产实践。     

首钢高炉渣与配制四组元渣的黏度研究

对首钢高炉渣样及相应配制的四组元渣的固相析出温度和黏度进行了对比研究,通过电子探针和旋转法分别检测渣样的固相析出温度和黏度。结果表明,现场高炉渣固相析出温度为1400～1440℃,相应配制的四组元渣的固相析出温度要比现场高炉渣高40～50℃。其中微量组元如S（CaS形式）,FeO,MnO和TiO2等的存在有利于降低渣固相析出温度。黏度测试表明,现场高炉渣在1500℃时的黏度范围为0.3～0.4Pa·s,相应配制的四组元渣在1500℃时的黏度比现场渣要高30%左右。通过以上对比,不仅了解了高炉渣中微量组元对高炉渣的整体影响,而且有助于将实验室研究结果应用于现场操作。     

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。