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改善高氧化铝含量高炉渣流动性能的理论与实验研究

饶昌润  
【摘要】:针对国内高炉原料条件差,氧化铝负荷高,导致高炉渣中氧化铝含量高,而高氧化铝含量高炉渣的熔点高,粘度值大这一情况,本文着手研究改善氧化铝含量高于18%的炉渣的流动性能,从理论与实验两个方面来研究高氧化铝含量炉渣的性能,首先,运用FactSage热力学软件计算分析了氧化铝含量为18%,20%,25%,30%,35%CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系的熔化性能,其次应用瑞典皇家工学院开发的炉渣粘度计算模型—KTH模型计算了这一系列的高氧化铝含量炉渣在1450℃下的粘度值,运用FactSage计算软件计算出1450℃下的液相区,从理论上找出在1450℃下为均一液相,理论粘度值小于2.0Pa.s的区域。实验部分则以此区域为参考,在这一区域中选出有代表性的一两个物系点进行了粘度的测量,绘制出相应的粘度温度曲线,以实验数据为基础,对氧化铝含量为18%、20%、25%、30%、35%炉渣性能分别进行了分析总结,针对不同氧化铝含量采取不同的造渣制度: 1)对于w(Al2O3)=18%的炉渣,宜将二元碱度调到1.20左右,而MgO的含量不宜过高,应低于12%,最佳的MgO含量在8%左右。 2)对于w(Al2O3)=20%的炉渣,宜将二元碱度调到1.20~1.30之间,而MgO的含量应尽量低,低MgO含量时应将二元碱度适当调高,而高MgO含量时应将二元碱度调低。 3)对于是w(Al2O3)=25%的炉渣,宜采二元碱度低于1.0的酸性渣。而MgO的含量应尽量低,最好低于8%。 4)氧化铝含量30%的炉渣熔点过高,在实验中均未完全融化。优化此渣系的流动性能还需进一步探索。 5)氧化铝含量35%的炉渣要采用极高的二元碱度(CaO/SiO2为7.12左右)才能获得良好的冶金性能,这在目前的原、燃料条件下难以实现。 此外还以武钢7号高炉的原燃料条件为基础,研究了桂中三水铝土矿直接入炉的合适配比,通过物料平衡的计算,得出目标混合矿的TFe含量从50%到59%时加入铝土矿的配比及相应的焦比、燃料比,渣比、高炉终渣成分。结合实验研究结果分析了不同铝土矿配比下终渣的性能,得出了如下结论:铝土矿配比在2.71%以下时,终渣氧化铝含量在20%左右,而渣量在300kg/tFe以下,可以加入一定量的熔剂来调整终渣的成分至二元碱度为1.20左右。铝土矿配比在2.71%~6.13%时,终渣中的氧化铝含量在25%左右,渣量在300kg/tFe左右,可加入少量的TiO2来改善其流动性能。


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