转炉冶炼炉渣的岩相结构及形成机制分析.pdfVIP

转炉冶炼炉渣的岩相结构及形成机制分析 杨粉荣1’2’刘开琪1’孙加林2’ 1)中国钢研科技集团有限公司特种陶瓷与耐火材料北京市重点实验室北京100081 2)北京科技大学无机非金属系北京100083 摘要分析炉渣的组成和矿物结构特点对改进冶炼工艺，降低石灰消耗和减少其对转炉衬耐火材料的 蚀损具有重要作用。以涟源钢厂转炉顶底复合吹炼法的冶炼转炉渣为样本，采用岩相分析、扫描电镜和 构特点．结果表明：初期炉渣以镁硅钙石和橄榄石为主要矿相，渣中TFe含量较低；终渣主要矿相为硅 酸二钙．EDAX分析结果表明渣中镁硅钙石、橄榄石和硅酸二钙各矿相都同时固溶有Fe、Mn元素． 关键词转炉渣，岩相分析，EDAX分析 在金属冶炼过程中，炉渣通过物理及化学作用可以将熔融金属中的杂质氧化物分离出，而且可以脱 除钢液中的有害杂质C、S、P、O。此外，还可保护钢液不直接吸收氢气、氮气和氧气。转炉造渣材料组 分多样，成渣过程复杂，影响因素多。但是，成渣过程中矿物组成存在着变化规律。因为矿物组成和析 晶状态与冶炼造渣工艺紧密相关，所以，研究炉渣形成过程中矿物的发生、发展和变化规律，有助于改 善造渣工艺，合理选择炉渣成分和提高炉龄…，从而保证了炼钢生产的优质、高产和低耗。通过显微镜 观察冷态炉渣所呈现的定性图像，包括各矿物组成和分布，进行岩相分析，结合相图、化学成分、黏度 和流动温度等数据，全面分析炉渣的性质和形成机制，可以为改进转炉造渣工艺和减小炉渣对镁质炉衬 的蚀损进而延长炉衬寿命提供依据。 1试验方法 以涟源钢厂顶底复合吹炼法的冶炼转炉渣为研究对象，分别在吹氧时间为7、10min和吹氧结束时进 行现场倒炉取样，用水淬冷，取出炉渣依次编号为l#、2。和3t。对所取渣样进行化学成分和显微结构分 测定仪测定试样的半球温度和流动温度。将部分渣样镶嵌在环氧树脂中，经过粗磨．细磨一抛光，制成①15 mmxl0 Zeiss mill的光片，表面进行腐蚀处理后(用NH4CI、HCI溶液等)，采用CarlAmplival光学显微镜， 依据反射光下各矿相显形特征【2l，观察和鉴定炉渣的矿物组成、结构和形貌，结合MIAPS软件分析显微 electron 结构中各物相的体积比例。用日本JSM．6400型扫描电子显微镜(scaJlIIiIIg 试样的微观形貌并进行微区能谱(EDAX)分析。 2结果与讨论 氧气转炉炉渣是由冶炼时铁水中Fe、Si、Mn、P和Cr等的氧化物，以及由石灰、萤石等造渣材料和 着吹炼的进行而发生变化。吹炼过程中炉渣的化学组成变化的特点嘲是不断降低渣中Si02和MnO的相对 。66。 卉啭，Jf增加CaO、FeO、Fe203、MgO的耵l时年¨绝埘告；诂。 2I化学组成和流动温度 发I列}r{r小t日畋氧t对f,JN取样t川由化学自【成，其tl，：l“吹烁7rain：r吹烁10min；3’吹炼终点。 从表1llr以石Ⅲ，柏：牲个吹氧过程ctICaO的含鼠变化不大，SiO．,含量减少，炉油碱度由I．27L升到3x)6。 峨烁7min时，炉清TFe含厨仪为487％，到10rain时，迅速增高到1523％，町能足由J‘吹氧枪位提高 或加入大鼠废俐，jl起的；渣中PO．5含最开始由106％上升到2IL％，在吹烁终点义下降刮J68％，早先 增加后降低的变化趋辨，说叫吹炼过程。p有州磷现琢；此外， min时为 MgO的饱和}{=}肭!度n‘畋烁7 I I 32％，后期都干】所【坪低。表2为日。z滑流动湍度测定数据，其。h1。吹烁7rain；2。吹妫、10mjn：r畋 劫、终点。从rl|¨J以看出，在吹凉过程中炉渣的流动温度由1305℃逐渐升高到l375℃，终消过热度为 310℃。 表1炉渣的化学组成(w)％ 表2炉渣流动温度℃ 22相图分析 圈l为CaO 图I炉渣