含钛高炉渣黏度和熔化性能

作     者：邱国兴 缪德军 蔡明冲 李小明 战东平 柳勇发 QIU Guo-xing;MIAO De-jun;CAI Ming-chong;LI Xiao-ming;ZHAN Dong-ping;LIU Yong-fa

作者机构：西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 东北大学冶金学院辽宁沈阳110189 山东钢铁股份有限公司莱芜分公司炼铁厂山东济南271104 

出 版 物：《钢铁》 (Iron and Steel)

年 卷 期：2022年第57卷第11期

页      面：42-52页

核心收录：

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：陕西省自然科学基金青年基金资助项目(2021JQ-502) 河北省自然科学基金资助项目(E2021417001) 

主　　题：含钛渣 混料试验 黏度 熔化性能 w(MgO)/w(Al2O3) 相组成 

摘      要：基于混料试验中单纯形质心法建立了CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-2%TiO_(2)渣黏度和熔化性能预测模型,利用预测模型、FactSage和X射线衍射(XRD)研究了不同w(Al_(2)O_(3))含钛炉渣的冶金性能,并探讨了高Al_(2)O_(3)炉渣中w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))对黏度和熔化性能的影响。结果表明,炉渣黏度和熔化性能预测模型具有较高的精度,误差分别小于5%和2%。随着Al_(2)O_(3)质量分数由10%增加至18%,黏度(η)、熔化性温度(t_(M))和液相线温度(t_(L))均升高;低熔点相黄长石(Melilite)开始析出温度和析出量逐渐增大,高熔点相钙钛矿(CaTiO_(3))和低熔点相硅灰石(CaSiO_(3))开始析出温度先增大后减小,还析出了少量高熔点相尖晶石。当Al_(2)O_(3)质量分数小于15%、温度为1450~1525℃时,炉渣黏度均小于0.55 Pa·s,且温度为1500℃时黏度为0.32~0.39 Pa·s,t_(M)和t_(L)分别为1370℃和1330℃;Al_(2)O_(3)质量分数为15%~18%,炉渣析出的高熔点相CaTiO_(3)和尖晶石较多,黏度对温度较为敏感,1525℃时黏度为0.3 Pa·s左右,1450℃时黏度增加至0.8 Pa·s。随着w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))由0.24增加至0.72,炉渣黏度降低,t_(M)和t_(L)增大;Melilite开始析出温度约为1425℃,CaTiO_(3)开始析出温度由1310℃大幅增加至1394℃,CaSiO_(3)析出量降低,尖晶石析出量明显增加。此外,不同w(Al_(2)O_(3))和w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))炉渣基础相均为Melilite,其开始析出温度高于CaTiO_(3);w(Al_(2)O_(3))对t_(M)和Melilite开始析出温度影响显著,w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))对t_(L)和CaTiO_(3)开始析出温度影响显著。当碱度为1.21时,高Al_(2)O_(3)炉渣适宜w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))为0.48~0.60,t_(M)和t_(L)分别为1400℃和1340℃左右,炉渣流动性和稳定性较好。