气淬钢渣烧结基础性能的试验研究

研究了气淬钢渣和几种烧结用铁矿粉的烧结基础性能,结果表明：气淬钢渣具有适宜的同化性能、较好的流动性能和较高的粘结相强度;气淬钢渣含铁品位较低、熔剂含量较高,可以作为烧结熔剂.     

转炉渣中f-CaO的消解研究

转炉渣中的f-CaO（游离氧化钙）含量高会严重影响转炉渣的稳定性,从而影响其在建筑行业中的应用。攀钢基于碳热还原法开发了重熔还原技术,还采用了热闷技术以消解f-CaO,这两项技术均可使转炉渣中的f-CaO含量降低到3%以下,达到了建筑行业的标准要求。     

宝钢引进盘泼淬冷法处理钢渣的运行分析

宝钢从日本引进的转炉渣盘泼淬冷法(ISC)处理工艺,经过5年的实践表明,设备运转正常、工艺合理、安全可靠,已经处理144万吨渣。本文从处理原理、设备能力、炉渣综合利用、经济分析及设计布局诸方面分析,给国内外同行提供实际数据,并设计出更完全的转炉渣ISC处理工艺。     

CaO对气淬钢渣中C2S等温析晶动力学影响规律

 用CaO对气淬钢渣进行调质重构,对不同CaO含量的气淬钢渣在不同温度条件下进行恒温热处理,利用金相显微镜和金相分析软件统计分析热处理后渣样中C2S等温析晶行为的规律, 采用Arvami等人提出的JMA方程研究CaO对C2S等温析晶动力学的影响规律。结果表明：随着CaO含量的增加,钢渣中C2S结晶量呈现出先增加后减少的趋势,在碱度为3.25,恒温时间为30min时,C2S结晶量达到最大为64.06%。碱度为3.25时,C2S等温析晶活化能最小为-6.36kJ/mol,此时C2S析晶的能量势垒最小,最有利于C2S析晶。     

高炉渣对钢渣改性的物理化学基础研究

钢渣用作建筑材料时,由于其中含有大量游离氧化钙(f-CaO),稳定性较差,通常需要改性钢渣以提高其稳定性、胶凝性. 在对钢渣、高炉渣进行化学成分和矿物组成分析的基础上,对高炉渣改性钢渣的可能性进行了热力学计算,结果表明高炉渣中的SiO₂与钢渣中f-CaO反应,生成胶凝相,同时降低了钢渣中的f-CaO含量. 本文通过研究热态高炉渣改性钢渣,结合X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜及能谱分析等研究方法,对改性钢渣的矿物成分、f-CaO含量、黏度变化等进行了分析. 研究发现随着热态高炉渣配比量的增加,改性渣黏度缓慢增加,改性钢渣中f-CaO、RO相含量降低,改性渣的胶凝性能提高. 在1550℃下,钢渣中添加10%高炉渣时,改性渣中2CaO·SiO₂(C₂S)、3CaO·SiO₂(C₃S)含量显著提高,f-CaO质量分数降至1.64%,稳定性大大提高,符合建材化使用要求. 此外,进一步使用焦炭还原改性渣中的铁,轻松实现了渣铁分离,提高改性渣的易磨性.     

冷却方式对钢渣中f-CaO显微形貌及含量的影响

采用扫描电子显微镜和化学分析方法对三种不同方式处理的钢渣中f-CaO的显微形貌及含量进行分析研究,试验结果表明,钢渣中弥散型f-CaO主要形成于C2S和C3S初晶、RO相形成和C3S分解等过程,其数量多、分布广、粒径较小;缓冷渣中氧化钙的典型显微形貌为灰色圆粒状、薄膜状、细小长条状;气淬渣中氧化钙的典型显微形貌为灰色薄膜状和细小长条状;热焖渣中氧化钙典型显微形貌为细小长条状;冷却强度对钢渣中f-CaO含量影响显著,因此冷却强度最弱的缓冷渣中f-CaO含量达到了6.96％,而冷却强度最高、经过水解的热焖渣中f-CaO含量只有0.55％;前期冷却强度高、后期冷却强度弱的气淬渣中f-CaO含量为2.28％;降低气淬钢渣粒径,可降低渣中f-CaO含量,从而提高其综合利用价值.     

气淬处理钢渣中C2S等温析晶动力学研究

将气淬处理钢渣在不同温度条件下进行恒温热处理,利用金相显微镜和金相分析软件统计分析气淬渣中C₂S等温析晶和长大的规律,使用电子扫描电镜和能谱分析仪研究渣样的显微形貌和元素赋存状态,采用Arvami等人提出的JMAK方程研究C₂S等温析晶动力学。结果表明：气淬钢渣等温结晶的适宜温度是1 450 ℃,恒温时间是30 min,采用此温度和时间,C₂S的平均粒径为34.80 μm,结晶面积为60.97%,30 min后生长缓慢;气淬钢渣中C₂S等温析晶的析晶活化能为-31.34 kJ/mol。     

高炉渣作为气淬喷吹原料的可行性分析

干式粒化法能够克服传统高炉渣处理方法水淬法带来的一系列问题,气淬喷吹法作为一种有前途的干式处理方法在显著回收高炉渣显热的同时能够提高炉渣利用附加值。为了研究高炉渣作为气淬喷吹原料的可行性,通过对高炉渣进行不同碱度的调质,研究高炉渣的流动性、表面张力和结晶行为,并分析熔渣物理特性对粒化效果的影响。结果表明,高温下碱性渣的黏度要小于酸性渣,而且当碱度大于1.0后,高温区黏度值基本保持在1 Pa·s以下不易成纤区间,这更有利于熔渣破碎成珠,但超过1.3后,黏度有增加趋势,同时熔化性温度急剧增加,所以碱度不易过大;高炉渣表面张力随碱度的增加逐渐增加,有利于提高渣珠规则度;玻璃体随碱度的增加逐渐减少,不利于提升渣珠的物相品质。     

转炉钢渣处理风淬工艺的探讨

叙述了转炉钢渣风淬新工艺流程，指出了该工艺具有工艺简便、占地面积小，投资省等特点。可综合利用，变废为宝。     

Al_2O_3对气淬钢渣等温析晶动力学的影响规律

用Al2O3对气淬钢渣进行调质重构,将不同Al2O3含量的气淬钢渣在不同温度条件下进行恒温热处理,利用金相显微镜和金相分析软件研究热处理后渣样中矿物等温析晶行为的规律,采用JMA方程研究Al2O3对气淬钢渣等温析晶动力学的影响规律。结果表明:Al2O3含量的增加,钢渣中C2S,C3S结晶量呈现出减少的趋势,钢渣中C3A呈现出增加的趋势,但趋势不明显。Al2O3含量的增加,会使C2S等温析晶活化能变大,C3S等温析晶活化能略有变小,不利于C2S和C3S析晶,有利于C3A析晶;当Al2O3质量分数为3.58%时,C3A等温析晶活化能为-2.32kJ/mol。     

二氧化硅改性钢渣易磨性的研究

通过向CaO-SiO2-MgO-Fe2O3四元合成渣中添加二氧化硅加以改性,研究改性后炉渣的易磨性。试验结果表明:随着二氧化硅添加量的增加,渣样中硅酸二钙的含量逐渐增加,铁酸钙的含量逐渐减少,渣样的易磨性逐渐改善。该结果对转炉钢渣在水泥行业的应用有一定的指导意义。     

液态钢渣处理工艺选择的模拟研究

对当前的钢渣处理工艺进行了介绍和分析,并对能够有效利用资源的离心法和气淬法处理工艺进行模拟试验研究。最终得出:离心粒化处理时,把浇注温度、粒化轮的直径和转速配合好可得到较好的粒化效果;选择气淬粒化时,要把浇注温度、气体流量和喷嘴孔径三者结合起来才能得到理想的粒化效果。     

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%。     

基于CFD的钢渣风淬工艺参数分析与设计

针对钢渣风淬工艺参数受风速及粒化室布局等多因素影响,分析钢渣受高速气流冲击粒化和对流降温凝固过程,基于有限元仿真分析方法,建立多相流运动方程和风淬工艺有限元模型,结合钢渣样本物性参数实现液态钢渣风淬过程的数值模拟,得到不同粒径和风速下的换热凝固规律,验证了粒化室工艺布局等参数.数值模拟结果表明,考虑钢渣的相变潜热及飞行...     

辐射对气淬渣滴冷却换热的影响

液态钢渣气淬粒化成功的关键在于粒化后液滴的快速冷却固化,渣滴冷却过程的传热方式主要为对流和辐射在构建的渣滴冷却过程数学模型的基础上,利用4阶Runge-Kutta方法重点研究了辐射对渣滴冷却过程的影响规律。结果表明,渣滴冷却经历液相冷却成核、潜热释放和固相冷却3个阶段;在没有考虑辐射换热情况下,渣滴(/%:29.94FeO、2.05Fe₂O₃、42.18CaO、9.33MgO、15.92SiO₂、2.09MnO、1.25Al₂O₃、2.24P₂O₅)在293 K氮气中由1 723 K降温至1 073 K需要606 ms,比综合考虑对流和辐射时的冷却时间延长了17.2%,说明在计算渣滴温降速率时辐射换热的影响不容忽视。     

液态钢渣离心粒化机水淬新方法构思

论述了液态钢渣离心粒化机水淬新方法的基本原理、性能特点及其可行性模拟试验.结果表明:该方法具有工艺简单、操作安全、粒化效果好及粒度控制方便等优点.     

利用铁尾矿高温改性钢渣的性能

研究了铁尾矿高温改性处理对钢渣体积稳定性和胶凝性能的影响,结合X射线衍射分析、扫描电镜观察和能谱分析等测试方法,对改性钢渣的矿物组成和微观形貌进行了分析.发现铁尾矿的高温改性显著降低了钢渣中游离氧化钙(f-CaO)的含量,提高了钢渣胶凝性能.铁尾矿掺加质量分数为20%和处理温度为1250℃时,钢渣中f-CaO的质量分数由4.84%降低至1.82%,降幅达到62.4%,28d活性指数比原始钢渣体系提高5.6%.铁尾矿掺量由10%增加至30%时,改性钢渣中相继出现镁蔷薇辉石、镁黄长石和钙镁辉石等硅酸盐矿相.高温改性过程促使RO相分解,RO相中的FeO转化为磁铁矿相(Fe₃O₄).