Al2O3对高炉渣性能和结构的影响及其应用

为了解决高铝矿高炉冶炼时炉渣流动性差、渣铁难分、软熔带透气性变差等问题,基于邯钢高炉炉渣成分变化区间,结合理论计算和试验,研究了Al₂O₃含量对炉渣成分、性能的影响,获得了炉渣中Al₂O₃质量分数为15%～18%时适宜的镁铝比(w(MgO)/w(Al₂O₃))和二元碱度调控区间,并将研究结果用于指导邯钢高炉高铝矿冶炼。研究结果表明,在Al₂O₃质量分数由15%增加到16%过程中,炉渣黏度随炉渣结构复杂化而逐渐增加,当温度为1 500℃时炉渣黏度一般小于0.4 Pa·s,不会影响高炉正常冶炼;当Al₂O₃质量分数由16%增加到17%时,由于炉渣结构不断复杂化以及高熔点镁铝尖晶石相的析出,造成炉渣黏度陡增,此时炉渣二元碱度为1.25～1.30,渣中镁铝比为0.4～0.6,能够保证邯钢2号、8号高炉的炉况稳定和冶炼指标。当Al₂O₃...     

渣相组分对高炉炉缸死焦堆滞留率的影响

 为明确高炉炉渣组分对死焦堆中炉渣静态滞留率的影响,采用自行设计的炉渣穿焦试验装置模拟高炉炉渣穿过炉缸死焦堆的过程,探究不同二元碱度(w(CaO)/w(SiO₂))、镁铝比(w(MgO)/w(Al₂O₃))对炉渣滞留率的影响。试验结果表明,随着碱度的增加,炉渣穿过焦炭层的能力增强,滞留率降低;当炉渣镁铝比较低时,炉渣滞留率较高,当镁铝比为0.50～0.55时,滞留率出现最小值,当镁铝比较高时,由于渣焦间润湿性变好,“液桥”间炉渣滞留量增大,滞留率存在上升趋势;渣焦间润湿性较差。炉渣穿过焦炭层的过程主要为物理传输过程,但炉渣仍存在着向焦炭内部渗入的现象,渣焦界面发生反应生成SiC,该反应产物可改善渣焦界面润湿性。     

高炉炉渣适宜镁铝比的理论基础

对高炉炉渣全成分(Al_2O_3=8%～25%)的适宜镁铝比进行了理论分析,以构建协同优化-功效最大化的适宜镁铝比理论体系。基于热力学和相图分析,定量给出了适宜镁铝比三段式精细化控制方针:①当炉渣Al_2O_314%时,炉渣的镁铝比不受限,可根据原燃料条件和生产成本等条件添加MgO;②当炉渣Al_2O_3=15%～17%时,炉渣适宜的镁铝比为0.40～0.50,但需注意炉渣对温度的敏感性;③当炉渣Al_2O_318%时,炉渣适宜的镁铝比为0.45～0.55。     

高碱度负荷条件下昆玉高炉造渣制度实践及分析

通过总结昆玉高炉的生产数据,表明炉渣碱度、镁铝比均会对炉渣排碱能力有影响。昆玉高炉适宜的炉渣碱度应在1.00～1.05范围内,此时炉渣具有较强的排碱能力并能兼顾脱硫能力,同时,还有突破镁铝比到1.05以上的可能,进一步降低铁水冶炼成本。     

高碱度渣精炼对轴承钢夹杂物的影响

对国内外几家特钢厂生产的GCr15轴承钢中夹杂物进行了试验分析 ,结果表明 ,在炉渣碱度较高 (CaO SiO2 =3～ 4 5 )的精炼条件下 ,低氧含量 (≤ 7× 10 - 6 )的轴承钢中夹杂物主要为 :含Cr、Fe的复合MnS夹杂 ,TiN型夹杂 ,具有不同MgO含量的镁铝尖晶石 (MgO·Al2 O3)夹杂 ;未发现单独存在的铝酸钙型 (CaO·Al2 O3)球状夹杂物。随渣碱度提高和钢中氧含量降低 ,镁铝尖晶石夹杂物中的MgO含量增加 ;当渣系碱度CaO SiO2 达 4 5时 ,镁铝尖晶石夹杂物中含有CaO。     

某高炉炉况波动与炉渣调整控制

高炉炉况出现波动后,基于炉渣高温流动性和低温稳定性的综合分析基础上,通过采取炉渣降铝、降碱度以及提升镁铝比等措施,改善了炉渣性能,促进了炉况恢复。利用文献中的数据,对碱度、镁铝比以及氧化铝含量等因素对炉渣性能的影响进行了分析,总结出了不同炉况条件下的炉渣控制原则。     

高炉渣适宜镁铝比分段管控的分析与应用

 为了给现代高炉渣适宜镁铝比(w(MgO)/w(Al2O3))提供理论依据,定性定量地指导高炉操作,针对高炉渣的适宜镁铝比问题展开研究。首先,分析了高炉渣中MgO的必要性,即在现代化大高炉的冶炼条件下,随着高Al2O3外矿用量的增加,炉渣中含有适宜的MgO是必须的。炉渣合理镁铝比可根据Al2O3质量分数不同进行分段管控：当渣中w(Al2O3)小于14%时,MgO可根据生产要求添加;w(Al2O3)为15%～17%时,适宜的镁铝比(w(MgO)/w(Al2O3))应控制在0.40～0.50,但需注意炉温的影响;当渣中w(Al2O3)大于18%时,适宜的镁铝比应控制在0.45～0.55。在理论分析与试验研究的基础上,进行了工业化应用试验。试验期炉渣镁铝比由0.51降低至0.47,高炉焦比由363.39降低至357.82 kg/t,综合燃料比由495.23降低至试验期的494.18 kg/t,取得了良好的技术经济指标,证明了现代高炉渣镁铝比分段管控技术的正确性和可应用性。     

高碱度渣精炼的轴承钢中夹杂物研究

对国内三个主要特殊钢厂和日本山阳特钢生产的轴承钢中夹杂物进行了研究。结果表明,在炉渣碱度较高(CaO／Sio2=3～4．5)的精炼条件下,低氧含量的轴承钢中夹杂物主要有：含Cr、Fe的复合MnS夹杂、TiN型夹杂、具有不同MgO含量的镁铝尖晶石夹杂;未发现单独存在的铝酸钙型球状夹杂物。随渣碱度提高和钢中氧含量降低,镁铝尖晶石夹杂物中的MgO含量增加。当渣中CaO／SiO2达4．5时,镁铝尖晶石夹杂物中含有CaO。     

长水口渣线部位用镁碳质耐火材料的性能研究及应用

摘要：为了进一步提高长水口渣线部位用镁碳质耐火材料的服役寿命,研究了Si粉添加量（质量分数1%~5%）对镁碳质耐火材料显气孔率、体积密度、常温强度和高温抗折强度等关键性能的影响,以及与传统铝碳质耐火材料的抗渣性能对比。结果表明,随着Si粉添加量的增加,镁碳质耐火材料的显气孔率略有降低,常温强度影响不大,高温强度明显增强。其中,当Si粉添加量为5%（质量分数）时,镁碳质耐火材料高温抗折强度提高了30.2%。此外,研究发现,铝碳质耐火材料的侵蚀速率随中间包渣碱度的增大而增大,而镁碳质耐火材料在面对高碱度渣时表现出更好的抗侵蚀能力。最后,在钢厂实际环境的产品测试结果也印证了Si粉对镁碳质耐火材料使用性能的有效提升,具体为用常规铝碳质渣线浇铸SPHD、SPHE和IF钢种时的使用寿命仅为1~3炉,而用镁碳质长水口渣线浇铸的使用寿命提升到3~6炉。     

京唐高炉渣性能评价及低镁渣性能分析

结合京唐高炉的生产实际,通过对京唐现场炉渣的取样和实验室分析,对京唐高炉渣的冶金性能进行评价,其炉渣的热稳定性及流动性均符合高炉冶炼要求。通过黏度试验研究,考察Al2O3以及二元碱度对低镁条件下炉渣黏度和熔化性温度的影响。试验结果表明,炉渣黏度随渣中Al2O3质量分数的增加而升高,随二元碱度的增加呈先降低后增加的趋势;炉渣的熔化性温度随渣中Al2O3质量分数和二元碱度的增加而升高;为保证低镁炉渣具有良好的流动性,当炉渣中MgO的质量分数保持为4.0%时,二元碱度可控制为1.19左右,Al2O3的质量分数控制为16%以下。     

微波加热含碳锰矿球团冶炼高碳锰铁的研究

对微波加热含碳锰矿球团冶炼高碳锰铁进行了试验研究,探明配碳系数、炉渣碱度对锰回收率的影响。结果表明,采用微波加热含碳锰矿料球,可以冶炼出符合要求的高碳锰铁合金。配碳系数及炉渣二元碱度对锰元素回收率影响显著,当配碳系数为1.4、炉渣二元碱度为2.0时,锰元素回收率最高可达90%以上。当配碳过量时,锰元素回收率下降明显。     

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...     

合成转炉渣对镁白云石材料侵蚀机理的探讨

本工作模拟首钢转炉的初期和末期渣,采用旋转试棒法测定了镁白云石材料在一般转炉渣中的蚀损速度。实验结果表明,虽然初期渣实验温度(1500℃)比末期渣实验温度(1600°)低100℃,初期渣对镁白云石材料的侵蚀速度还是远远大于末期渣的侵蚀速度;初期渣对镁白云石材料的侵蚀速度随着炉渣碱度的提高而迅速下降;末期渣碱度的变化对侵蚀速度无明     

硅镇静钢钢包顶渣结壳原因分析及控制措施

针对硅镇静钢生产过程中出现的钢包顶渣结壳问题,从炉渣成分、熔点、黏度及相组成等方面研究对比了常规炉次及异常炉次。结果表明,异常炉次的炉渣碱度较低,凝固过程中析出了大量镁铝尖晶石且出现聚集现象,导致炉渣黏度增大,钢包顶渣结壳,而常规炉次炉渣碱度较高,炉渣物相中未发现镁铝尖晶石。为将所有炉次炉渣成分控制在合理范围,基于炉渣组成及来源进行了炉渣碱度预测,制定了根据转炉终点氧含量加入小粒白灰的措施,通过工业试验验证,有效避免了钢包顶渣结壳。     

京唐1号高炉低镁渣冶炼工业试验

对京唐1号高炉低镁渣冶炼工业试验进行了总结。低镁渣主要矿物质组成为镁黄长石,当温度高于1450℃时,炉渣黏度低于0.5Pa·s,流动性良好,能够满足高炉冶炼的要求。高炉工业试验表明:①球团矿中的MgO从1.72%降低到1.27%时,炉渣镁铝比从0.47降低到0.42,中心气流相对变弱,软熔带上移;②通过适当提高炉渣碱度,优化高炉操作制度等,高炉顺行良好,燃料比由493 kg/t降低到490 kg/t,渣铁比也降低3 kg/t。     

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。     

鞍钢高炉低镁渣冶炼技术研究与应用

为提高高炉技术经济指标,通过实验室和工业试验,对鞍钢高炉低镁渣的冶炼特性进行了全面研究和评价。研究结果表明,在鞍钢目前的低铝负荷下,炉渣中MgO质量分数为4%~7%时,炉渣熔化温度均小于1 350℃;炉渣温度小于1 500℃时,理论上MgO质量分数不小于3%时,就可满足黏度的要求,最佳的碱度为1.245左右;工业生产条件下,炉渣的MgO质量分数一般控制在4.5%~5.0%,炉渣黏度为0.16~0.20 Pa·s时,通过优化炉渣碱度,降低炉渣中的MgO质量分数,不会降低炉渣的脱硫能力。通过采取低镁渣冶炼技术,有效降低了鞍钢高炉的生产成本,渣比下降了近17 kg/t(Fe),有助于高炉绿色可持续化发展。     

为了减少钢中脆性Al_2O_3夹杂物,国外一些厂家采取的措施

<正>a.先用硅脱氧降低钢中溶解氧含量,然后再用铝终脱氧。但所生成的SiO2起到了二次氧化源的作用,必经降低SiO2的活度以防止其与钢水中铝发生反应。对于w[si]=0.10%~0.3%的轴承钢,控制碱度在4以上可以保持炉渣中SiO2的稳定。实际操作中,炉渣碱度常控制在5以上。b.用碳代替部分铝进行钢水粗脱氧。出钢     

高炉炉渣中钛、镁、铝最优配比

以承钢现场渣为基准,研究了钛、镁、铝对炉渣黏度、熔化性温度和脱硫的影响。研究结果表明:在Ca OAl2O3-Si O2-Mg O-Ti O2五元渣系中,钛、镁、铝对炉渣性能的影响较大。随着Mg O质量分数增加,熔化性温度先降低后升高,黏度呈降低趋势,脱硫能力先升高后降低;随着Al2O3质量分数的增加,熔化性温度先降低后升高,黏度变化复杂,脱硫能力降低;随着Ti O2质量分数的增加,熔化性温度和黏度呈升高趋势,而脱硫能力降低。当炉渣碱度为1.12时,炉渣适宜成分:Mg O质量分数约为13.95%,Al2O3质量分数约为13.75%,Ti O2质量分数控制在10.57%以下。合理控制炉渣中钛、镁、铝的配比,对改善炉渣性能和提高高炉生产有重要意义。     

Minitab在炉渣黏度实验数据分析中的应用

利用Minintab软件对高炉渣黏度实验数据进行了单因子方差计算,得到了碱度和化学成分变化对炉渣黏度的影响规律。结果表明:在计算条件下,当炉渣碱度大于1.02,w(MgO)小于11.95%或w(TiO2)小于12.57%时,碱度、MgO和TiO2的含量的变化对炉渣黏度均没有显著影响;而当炉渣碱度小于1.02,w(MgO)大于13.95%或w(TiO2)大于13.57%时,三因素的变化对炉渣黏度有显著影响;炉渣w(Al2O3)控制在12.75%为宜。