含氟烧结矿粘结相润湿性研究

以包钢含氟烧结矿的粘结相为研究对象,考察了粘结相的物性随粘结相组成的变化规律.通过改变粘结相的碱度及MgO、CaF2和FeO的含量研究了不同成分粘结相的熔化特性及其熔化后对Fe3O4的润湿性.研究结果表明:碱度变大,MgO含量增加使粘结相的熔化温度升高,润湿角增大;CaF2和FeO能降低粘结相的熔化温度和润湿角.     

包钢低硅烧结矿铁酸钙生成特性的影响因素

 为了探明白云鄂博低硅烧结矿中铁酸钙生成特性的影响因素，在红外烧结炉中，通过改变最高烧结温度、烧结配料的碱度、MgO含量、CaF2含量、SiO2含量、铝硅比，对以自产精矿为主要含铁原料的烧结试样，进行了单因素多水平正交微型烧结试验。研究结果表明，不同因素对烧结试样粘结相强度的影响存在不同趋势：随着最高烧结温度、碱度、wSiO2的提高，烧结试样的粘结相强度呈现增加趋势；随着wMgO、wCaF2、wAl2O3/wSiO2的降低，烧结试样的粘结相强度呈现出开始变化不明显，之后又下降的趋势。当最高烧结温度为1280℃、碱度为28、MgO含量(质量分数，下同)为10%、CaF2含量为08%、SiO2含量为44%及铝硅比为015时，微型烧结试样的粘结相强度最高。各影响因素中粘结相强度最佳的烧结矿矿相组成中赤铁矿和复合铁酸钙(SFCA)所占比例不完全一致，但二者之和均较高；SFCA通常为针柱状、片状或颗粒状，并与赤铁矿、玻璃相或磁铁矿交织成网络结构。     

电渣重熔六元渣系FeO活度的研究

利用熔渣分子—离子共存理论,研究了电渣重熔20%CaO-20%Al_2O_3-60%CaF_2渣系在冶炼过程中,由于吸收MgO、FeO、SiO_2等夹杂物后,在渣中形成了一定浓度的FeO,而使渣系具有向钢液传递[O]的能力,考察了1 550℃下FeO、MgO质量分数以及二元碱度w(CaO)/w(SiO_2)对FeO活度的影响;分析了该渣系在1 550、1 600、1 650、1 700、1 750和1 800℃下FeO活度随温度的变化情况,构建了20%CaO-20%Al_2O_3-60%CaF_2为基础渣系的六元渣系的FeO活度的模型.研究表明:FeO活度随二元碱度w(CaO)/w(SiO_2)的增加而先增大至趋于平缓后略微减小,在碱度为3.8达到最大;FeO活度随FeO质量分数增加而线性增加,高碱度时,随FeO质量分数增加FeO活度相近;碱度为1时,FeO的活度随MgO的质量分数增加而增大,随温度升高而增加,且MgO含量越高,FeO活度越大;当碱度增加到4、7、10时,FeO的活度随MgO的质量分数增加而减小,相同质量分数的MgO时,碱度越大,FeO活度值越小;碱度为4,MgO的质量分数为1%时,FeO活度达到最大值,高碱度时,温度升高,FeO活度基本保持不变,且同一温度下,碱度越大,FeO活度反而降低.工业试验表明,该模型可以直接利用渣系对金属熔体中氧含量变化进行预测,并对减小钢液中氧含量具有指导意义.     

CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣系FeO活度的计算模型

利用熔渣结构共存理论建立了CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣系FeO活度的计算模型,并分析了1400℃时炉渣碱度、MgO和FeO含量对该渣系FeO活度的影响规律。结果表明：当CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣系三元碱度为1.3,Al2O3含量为12wt%,FeO含量为2wt%条件下,随MgO含量的增加,炉渣FeO活度增大;当二元碱度为1.1,Al2O3含量为12wt%,MgO含量为10wt%时,FeO活度随随渣中FeO含量的增加呈线性增加;当渣中Al2O3、MgO和FeO含量分别为12wt%、10wt%和2wt%固定不变时,随着二元碱度的提高,炉渣FeO活度迅速增加。计算得到的上述规律和实测规律一致,说明了本模型用于分析FeO活度的正确性。     

脉石含量对球团矿性能的影响

应用微型烧结法，通过添加化学纯Al2O3,MgO,SiO2,CaO改变球团中Al2O3,MgO,SiO2,CaO的含量，研究了不同脉石成分对球团矿质量的影响，结果表明，SiO2含量为6.5%时，球团矿抗压强度高，Al2O3,MgO含量高对球团强度不利，应尽量降低他们的含量；在低碱度范围内，提高碱度对改善球团抗压强度有利，但FeO含量将升高。     

基于IMCT理论的轴承钢精炼渣系碱度模型

针对轴承钢精炼过程中全氧含量的控制问题,基于熔渣分子与离子共存理论(IMCT),建立了CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-FeO精炼渣系在1 853 K时炉渣最适碱度的计算模型,并对该渣系最适碱度的影响因素进行了讨论分析。结果表明:①在不同的FeO含量时,N_(FeO)均在碱度为3左右时出现最大值,最适碱度基本不随FeO含量的变化而改变。②MgO含量对最适碱度有较大的影响。随着MgO含量的增加,最适碱度呈减小的趋势。③Al_2O_3含量对最适碱度的影响与MgO相反,随着Al_2O_3含量的增加,最适碱度明显增大。     

氩站钢包顶渣起泡性能的实验研究

在实验室条件下采用钼丝挂渣法对氮微合金化HRB400钢筋氩站顶渣的发泡指数进行了测定。研究表明:当碱度在0.6~1.2之间,ω(MgO)为7%~20%时,碱度升高或ω(MgO)增加,能够有效抑制炉渣的起泡;高含量的CaF2(﹥6%)有利于抑制炉渣的起泡;Al2O3对炉渣的发泡指数影响并不明显。具有较弱的起泡性能的顶渣成分范围是:ω(CaO)/ω(SiO2)为0.8~1.2,ω(MgO)=10%~20%,ω(Al2O3)=9.45%,ω(CaF2)=2%,ω(FeO)2.02%。向顶渣中加入适量的CaO和MgO,可有效抑制顶渣的起泡。     

钢渣中FeO活度对硫分配比的影响

利用FactSage软件绘制了渣系CaO- SiO2- FeO- MgO(10%)- MnO(7%)的等硫分配比图,分析了FeO/SiO2比、FeO质量分数和碱度对硫分配比的影响。分析结果表明：当CaO质量分数一定时,渣钢间的硫分配比随着FeO/SiO2比的增加而逐渐增加。在转炉炼钢碱度范围内,当FeO质量分数一定时,Ls随碱度的增加而增加;当碱度一定时,在低碱度范围内,硫分配比随着FeO质量分数的增加而增加,在高碱度范围内,硫分配比随着FeO质量分数的增加而减少。     

烧结矿化学成分控制现状及发展方向

研究了2015年国内典型钢铁企业烧结矿的化学成分控制,并分析了不同原料条件下烧结矿的合理化学成分及其对烧结矿性能的影响规律。研究表明:国内典型钢铁企业烧结矿的铁品位较高,波动较小;除个别钢厂外,烧结矿Al_2O_3含量基本在1.60%~2.04%范围内;不同企业烧结矿SiO_2和FeO含量差异较大,但MgO含量均有降低趋势。烧结矿中适宜的SiO_2、FeO和Al_2O_3控制应降低烧结矿SiO_2和FeO含量,适当提高烧结矿碱度并使Al_2O_3/SiO_2尽量接近0.1~0.3,改善烧结矿条件使烧结矿中FeO以Fe_3O_4形式存在,增加烧结矿中Fe_3O_4与铁酸钙粘结相数量。低MgO烧结矿和镁质球团是未来炼铁发展的新方向,其既能满足高炉的冶炼要求,同时又改善了烧结矿和球团矿的各项性能指标。     

AOD终渣对镁钙质炉衬侵蚀的实验研究

研究了AOD终渣的碱度、MgO含量、CaF2加入量和Al2O3加人量对镁钙炉衬侵蚀的影响,比较了相同成分炉渣对不同CaO含量的镁钙质坩埚侵蚀情况,并利用扫描电镜对耐材的反应层进行能谱分析,研究结果表明:炉渣碱度是对镁钙质炉衬侵蚀最重要的影响因素,增加炉渣碱度可以明显降低对炉衬的侵蚀;增加渣中MgO含量和减少CaF2加入量也可降低对炉衬的侵蚀;增加镁钙质耐材中的CaO含量,其抗CaO-SiO2-MgO渣的能力增加.     

减轻低碳低磷钢冶炼炉衬侵蚀及炉渣成分优化

通过实验室管式高温炉蘸渣试验和理论计算,研究了转炉冶炼低碳低磷钢的终渣(FeO)含量、(MgO)含量和碱度对炉渣物化性能和溅渣护炉炉衬保护的影响.试验优化前,终炉渣(FeO)质量分数为31.5％,(MgO)质量分数为8％,通过调整炉渣碱度,炉渣的固相率依然接近0％,炉渣溅渣后难以残留在炉壁上,不能对炉衬起到保护的效果....     

AOD炉渣熔化温度的实验研究

利用炉渣半球点测定法,测定了宝钢不锈钢分公司炼钢厂AOD炉（120 t）氧化期渣和终渣的熔化温度,研究了AOD炉渣熔点的影响因素。结果表明,对于AOD氧化期渣,碱度和氧化镁对炉渣熔点影响不大;渣中w(TFe)在97%～20%之间变化时,增加渣中全铁可使炉渣熔点明显升高;渣中w(Cr2O3)从225%增加到30%,可使炉渣熔点升高140 ℃。对于AOD终点脱硫渣,当R＝14～18时,炉渣熔点随碱度的增大而显著升高;脱硫渣R＝18时,w(CaF2)加入12%～13%则炉渣熔点显著降低;AOD还原渣R＝16时,w(CaF2)加入95%～10.5%可显著降低炉渣熔点。     

AOD炉渣熔化温度的实验研究

利用炉渣半球点测定法,测定了宝钢不锈钢分公司炼钢厂AOD炉（120 t）氧化期渣和终渣的熔化温度,研究了AOD炉渣熔点的影响因素。结果表明,对于AOD氧化期渣,碱度和氧化镁对炉渣熔点影响不大;渣中w(TFe)在97%～20%之间变化时,增加渣中全铁可使炉渣熔点明显升高;渣中w(Cr2O3)从225%增加到30%,可使炉渣熔点升高140 ℃。对于AOD终点脱硫渣,当R＝14～18时,炉渣熔点随碱度的增大而显著升高;脱硫渣R＝18时,w(CaF2)加入12%～13%则炉渣熔点显著降低;AOD还原渣R＝16时,w(CaF2)加入95%～10.5%可显著降低炉渣熔点。     

包钢特殊矿冶炼高炉渣脱硫的热力学和动力学

 通过对包钢特殊高炉渣脱硫热力学与动力学的实验研究,揭示了炉渣成分对硫分配比的影响规律,确定了脱硫反应的动力学参数。当渣中w(CaF2)低于22%时,对硫分配比的影响很小。保持炉渣碱度在110左右、将渣中w(MgO)由8%左右提高到11%~12%是提高炉渣脱硫能力、解决炉渣脱硫与排碱之间矛盾的有效措施。在本实验条件下,脱硫速率与时间之间有较好的线性关系,渣中硫的表观传质系数为109×10-3 cm/min(1 400 ℃)、123×10-3 cm/min(1 450 ℃)和145×10-3 cm/min(1 500 ℃),扩散活化能为682 kJ/mol。     

低FeO烧结条件下的适宜配碳量和碱度

通过微型烧结试验研究配碳量和碱度对烧结矿中FeO含量的影响程度,以及对烧结液相生成和固结强度的影响规律,探讨低FeO烧结条件下,烧结矿中适宜的配碳量和二元碱度。试验结果表明:降低配碳量或提高碱度,烧结矿中FeO含量均降低;液相流动性随配碳量增加呈先上升后下降的趋势。配碳量为4.0%时液相量达到最高值,但随碱度升高液相流动性增强;烧结矿自身粘结相强度随配碳量增加略有下降趋势,但其随碱度增加而升高。因此,低配碳量条件将引起烧结液相量不足和烧结矿冷态强度下降。通过提高碱度,可以弥补液相不足并确保烧结矿冷态强度。结合烧结杯试验结果,明确烧结料中配碳量为2.92%,碱度提高到2.1时,能实现低FeO烧结的同时获得产、质量指标优良的烧结矿。     

低硅含镁球团矿抗压强度及冶金性能

提高入炉原料品位降低硅含量,改善冶金性能是高炉精料的主要方向。研究了低硅球团矿的还原膨胀率及MgO对低硅球团矿抗压强度和冶金性能的影响。研究结果显示,低硅球团矿虽然具有品位高,脉石含量低等优点,但随着SiO2含量的降低球团矿还原膨胀率恶化,影响高炉冶炼。低硅球团配加含镁添加剂可以有效控制还原膨胀率,同时改善球团矿的还原度和熔滴性能。球团矿SiO2的质量分数低于2%时,还原膨胀率在60%以上;当MgO的质量分数提高到2.15%以上时,还原膨胀率能降到20%以下,但随着MgO含量的增加低硅球团矿抗压强度下降,需要提高焙烧温度,才能形成稳定的铁酸镁,改善抗压强度。MgO的质量分数为2.15%时,焙烧温度要提高到1 270℃,MgO的质量分数超过2.8%以上时,焙烧温度需要提高到1 300℃。     

碱度和MgO质量分数对球团抗压强度的影响

为研究含镁熔剂性球团的抗压强度,在实验室条件下,研究了焙烧时间、球团矿碱度和MgO质量分数对球团矿抗压强度的影响。试验研究结果表明,膨润土质量分数保持2.0%不变时,含镁熔剂性球团矿碱度(R)为0.80~1.00、MgO质量分数为1.60%~1.80%,焙烧时间为25 min,球团矿的黏结相以Fe₃O₄氧化为Fe₂O₃、然后Fe₂O₃再结晶为主。另外,还有少量的铁酸镁、铁酸钙相,这种球团矿的抗压强度大于2 500 N/个。当含镁熔剂性球团的矿碱度大于1.00,同时,MgO质量分数小于1.60%时,球团矿的黏结相含有大量的玻璃体硅酸盐,使球团矿的抗压强度大大降低。