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.     

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。     

酸度系数对矿渣棉理化性能的影响

 为了确定矿渣棉生产过程中调质高炉渣最佳酸度系数,实验室条件下通过四辊离心法制备不同酸度系数的矿渣棉,通过矿渣棉理化性能检测,研究了酸度系数对矿渣棉理化性能的影响规律。研究结果表明,随着酸度系数的增大,矿渣棉直径呈指数增长;矿渣棉主要呈玻璃体结构,随着酸度系数的增大,其析晶温度降低,成纤过程温度变宽;不同酸度系数矿渣棉在弱酸性条件下其微观形貌表面无明显变化,表面仍较光滑;在碱性条件下,其表面均出现腐蚀现象,较为粗糙,有明显的新生水化相出现。矿渣棉实际生产过程中,高炉渣酸度系数应控制在1.0～1.4较为适宜。     

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。     

MgO/Al2O3对高炉渣基矿渣棉制备过程中调质熔渣析晶行为的影响

为了探究MgO/Al_2O_3对高炉渣基矿渣棉制备过程中调质高炉熔渣析晶行为的影响,利用Factsage热力学软件模拟了不同MgO/Al_2O_3时调质高炉熔渣降温过程中的理论析晶温度和析晶种类及含量,在实验室条件下以化学纯试剂模拟制备不同MgO/Al_2O_3高炉熔渣,利用XRD和SEM定性分析了不同MgO/Al_2O_3调质高炉熔渣的析晶行为。结果表明:不同MgO/Al_2O_3调质高炉熔渣均出现析晶现象,析出相主要是钙镁黄长石(2CaO·MgO·2SiO_2)和钙铝黄长石(2CaO·Al_2O_3·SiO_2),且析出相含量随MgO/Al_2O_3的变化呈规律性变化;不同析出相的开始析出温度和熔渣的固相开始析出温度随MgO/Al_2O_3值变化呈规律性变化,当MgO/Al_2O_3为0.6时,熔渣固相开始析出温度最低,为1 406.83℃,此时析晶活化能最大,此时体系最稳定。     

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。     

铁棉联产的优质矿渣棉生产工艺

传统的矿渣棉生产工艺是通过冲天炉把冷态物料熔融.较先进的冲天炉能耗水平在445 kg标准煤/吨棉左右.本文提出的"铁棉联产工艺"是将热态的高炉渣转移至调质炉,采用氧煤混喷二次加热技术进行提温,按照既定配比调质后,直接用于生产矿渣棉的工艺.该工艺不仅可大幅降低矿渣棉生产的能耗,同时对于节约用水、提高高炉渣的附加值有着积极作用.铁棉联产工艺是建立在熔融态高炉渣热能完全利用的基础上,其能耗水平在240 kg标准煤/吨棉.充分考虑其他配套设施,铁棉联产的矿渣棉工序能耗更低、生产优势突出.     

氧化铝含量对高炉熔渣析晶行为的影响

高炉熔渣直接纤维化过程中,晶相析出会使熔渣的黏度增加、流动性降低,从而影响矿渣棉纤维质量.熔渣的化学组成会对其析晶行为产生重要影响.采用FactSage热力学模拟结合X射线衍射分析(XRD)、场发射电子显微镜分析(FESEM)、能谱分析(EDS)和热丝法(HTT)等研究方法,探析了 Al2O3质量分数(11％～19％)...     

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.     

攀钢高炉炉渣性能分析

攀钢高炉渣是典型的高钛型高炉渣,炉渣TiO₂质量分数超过20%,炉渣性能在很大程度上受渣中TiO₂还原程度的影响。攀钢高炉渣实际上是一种CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-TiO₂五元炉渣,渣中TiO₂质量分数目前约21%～22%。渣中硅酸盐相矿物约占70%～80%,钛酸盐相约占20%,其余矿物为金属铁和碳氮化钛固溶体。炉渣熔化性温度约1360～1380 ℃,炉渣熔化性温度区间一般约20～30℃。在正常炉况下,在高温下液态炉渣的黏度约0.5 Pa•s。TiO₂的还原对炉渣性能的影响机制和定量的关联性仍需进一步深入研究。     

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。     

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℃。     

含钛高炉渣的抑菌性能研究

以含钛高炉渣为原料,利用XRF、XRD、SEM、UV-Vis-DRS等分析方法对含钛高炉渣进行化学成分分析,确定了其作为光催化剂的可行性。通过抑菌环法和烧瓶振荡法研究了含钛高炉渣对白色念珠菌(ATCC10231)、大肠杆菌(ATCC25922)、金黄色葡萄球菌(ATCC6538)的抗菌性能。结果表明:纯含钛高炉渣对大肠杆菌(ATCC25922)无明显抑菌作用,对白色念珠菌(ATCC10231)抑菌作用表现不明显,而对金黄色葡萄球菌(ATCC6538)表现出一定抑菌性,在作用1 h时抑菌率达54.54%。     

鼓风炉法处理铅渣的实践

介绍了鼓风炉法处理铅渣的基本原理、生产工艺流程、设备及主要技术经济指标和和生产中常见故障及其排除方法。     

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。     

氧化对含钛高炉渣钛组分走向的作用

 改变含钛高炉渣中矿相组成的研究是含钛高炉渣综合利用的关键;通过背散射电子形貌像、X射线能谱分析和X射线物相分析等手段,对氧化前的含钛高炉渣及其氧化改性后的渣样进行分析,表明氧化后渣中含钛相的形貌、成分和相结构等发生变化;钛的赋存状态也发生相应的改变。     

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.