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氧化钾对炉渣黏度和熔化性温度的作用

来源:未知 编辑:admin 时间:2017-08-14
随着钢铁工业的发展,高品位、有害元素含量低的铁矿石逐渐减少。钾、钠等有害元素含量较高的铁矿石逐渐被高炉所用,再加上钢铁企业普遍面临成本、环保压力,企业内部的除尘灰等有害元素含量较高的含铁废料在高炉配料中使用,高炉入炉碱负荷呈现逐年升高的趋势。炼铁工作者一直比较关注碱金属对高炉的危害,宝钢、首钢、石钢等大型钢铁企业都对碱金属入炉负荷及碱金属排出情况进行平衡分析,基本明晰了碱金属主要入炉来源及排出形式[1-3].王成立、吕庆、庞真丽等[4-7]通过试验研究了炉渣成分、温度、渣量等因素对炉渣排碱能力的影响,为提高炉渣排碱能力提供了试验依据。高炉的顺行、炉渣脱硫能力、渣铁之间的分离等都与炉渣黏度和炉渣熔化性温度密切相关。通过前人研究发现进入高炉的碱金属85 %以上通过炉渣排出炉外,碱金属进入高炉渣势必会对炉渣黏度和熔化性温度造成影响。Yasukouchi T等[8]通过对Ca O-Si O2二元渣系研究发现碱金属氧化物(Li2O,Na2O,K2O) 的加入可明显降低炉渣黏度。S. Sukenaga,GH Zhang等[9]在Ca O-Si O2-Al2O3三元渣系中添加K2O发现黏度呈现先升高后降低的趋势,黏度的最大值出现在K2O与Al2O3物质的量比在0. 7 ~ 0. 9,并在微观结构上给出了理论解释。王成立等[10]对广钢Ca O-Si O2-Al2O3-Mg O-Ti O2-K2O实际渣系研究发现K2O有降低炉渣的熔化性温度和黏度的作用。综合来看,关于碱金属对炉渣黏度和熔化性温度的研究数据还比较有限。某钢铁企业A高炉入炉碱金属负荷在3. 5 ~ 4. 0 kg /t,且有升高的趋势,针对钢铁企业对碱金属的重视,拟利用A高炉渣系为基准添加不同含量的氧化钾,利用高温黏度仪研究K2O对Ca O-Si O2-Al2O3-Mg O四元系黏度和熔化性温度的影响。
  
  1 试验方案及方法
  

  1. 1试验方案
  
  A高炉现场高炉渣成分化验结果见表1,使用纯化学试剂配制不同成分的试验炉渣,研究炉渣中K2O含量对炉渣熔化性温度ts和炉渣黏度η的影响。高炉模拟计算、碱金属热力学分析、高炉解剖均证实碱金属在高炉内部循环富集明显,高炉初渣中的碱金属含量可达到入炉碱金属负荷的10 ~ 15倍[11-13],排出高炉的终渣中碱金属质量分数一般小于1 %,主要因为碱金属化合物在炉缸中被碳还原生成气态单质,炉渣在炉内的碱金属含量高于检测炉渣中碱金属含量,因此试验方案在排出高炉渣碱金属含量的基础上适当放大来研究K2O对炉渣冶金性能影响的规律,具体试验方案见表2.考虑到K2O在试验过程中易于挥发[14],配渣时K2O以K2CO3的形式加入。每种纯化学试剂都经600 ℃高温焙烧2 h.为提高试验的准确性,先预熔试验渣样,使之形成均相渣。按比例称量经过处理的Ca O,Si O2,Mg O,Al2O3,K2CO35种氧化物混合后放入马弗炉中,在氩气保护下,1 500 ℃熔融、水淬、磨碎后备用。
  
  A高炉炉渣成分 (wB)

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