9重钢炉渣冶金性能的研究.ppt

重钢高炉渣冶金性能的研究 吕学伟 白晨光 秦跃林 重庆大学 材料科学与工程学院 * 主要内容 * 酸性氧化物(SiO2) 碱性氧化物(CaO) 氧化物 两性氧化物(Al2O3) 其氧离子主要用于形成桥氧（O0），形成四面体结构，增加炉渣聚合度，增大粘度。（网络形成子） 其氧离子电离为自由氧离子（ O2- ），形成八面体结构，降低炉渣聚合度，减少粘度。（网络修饰子） 随着炉渣成分的变化，既能表现为酸性，也能变现为碱性。 * 1. 研究背景 1. 研究背景 * 渣铁分离 软熔带透气性 除杂能力 粘度 外矿使用量增加； 高炉喷煤量增加； 渣量减少。 冶金性能降低 炉渣中Al2O3含量增加， 炉渣粘度增大 粘度 MgO含量 Al2O3含量 二元碱度 炉渣性能研究实验方案 * 组号 CaO(wt%) SiO2(wt%) MgO(wt%) Al2O3(wt%) TiO2(wt%) R(CaO/SiO2) 1 40.04 34.22 7.00 12.00 5.00 1.17 2 39.50 33.76 8.00 12.00 5.00 1.17 3 38.96 33.30 9.00 12.00 5.00 1.17 4 38.42 32.84 10.00 12.00 5.00 1.17 5 37.88 32.38 11.00 12.00 5.00 1.17 6 39.50 33.76 8.00 12.00 5.00 1.17 7 38.96 33.30 8.00 13.00 5.00 1.17 8 38.42 32.84 8.00 14.00 5.00 1.17 9 37.88 32.38 8.00 15.00 5.00 1.17 10 37.35 31.92 8.00 16.00 5.00 1.17 11 36.81 31.46 8.00 17.00 5.00 1.17 12 37.87 35.39 8.00 12.00 5.00 1.07 13 38.71 34.56 8.00 12.00 5.00 1.12 14 40.26 33.00 8.00 12.00 5.00 1.22 15 40.99 32.27 8.00 12.00 5.00 1.27 16 42.09 31.18 8.00 12.00 5.00 1.35 17 42.74 30.53 8.00 12.00 5.00 1.40 18 43.96 29.31 8.00 12.00 5.00 1.50 2. 炉渣流动性能研究-MgO的影响 * MgO含量增加，炉渣粘度降低； MgO含量的升高，粘流活化能降低； MgO为碱性氧化物，网络修饰子；渣中的硅氧络离子不断解聚，粘滞流动单元成为结构简单的质点，尺寸变小。 MgO对粘度的影响 MgO对粘滞活化能的影响 粘度随温度变化的规律服从下列关系： A-指前因子；Eη-粘滞活化能；R-气体常数； T-温度。 Al2O3含量的增加，粘度呈现先增大后减小的趋势。 酸性 取代Si形成Al-O 或Al-Si-O四面体 碱性 不取代Si，像Ca2+ 形成八面体结构 Al2O3呈现两性 2. 炉渣流动性能研究-Al2O3的影响 * Al2O3含量对粘滞活化能的影响 Al2O3对粘度的影响 碱度增加，粘度和粘滞活化能降低；低碱度时（1.02-1.35）,粘度变化大； 高碱度（1.35-1.5），粘度变化小。 CaO提供O2-，破坏了炉渣的网络结构，导致炉渣粘度的降低；碱度继续升高，被破坏的网状结构的相对量减少，炉渣粘度变化小。 碱度对粘度的影响 二元碱度对粘滞活化能的影响 2. 炉渣流动性能研究-CaO/SiO2的影响 * 二元碱度对炉渣熔化温度的影响 3. 炉渣熔化性能研究 * MgO含量对炉渣熔化温度的影响 MgO含量对炉渣熔化温度的影响 MgO含量增大，熔化温度先升高后趋于平稳，且MgO含量变化对熔化温度的影响不明显; Al2O3含量增大，熔化温度先升高后降低，在实验范围内Al2O3含量变化对熔化温度有一定影响; 二元碱度增大，熔化温度升高，半球点变化达83℃，在实验范围内碱度对熔化温度影响很大。 4. 炉渣结构研究 * 聚合形式 分子式 NBO/T Q 波数（cm-1） SiO44-(monomer) 2CaO·SiO2 4 0 880-850 Si2O76-(polyhedra) 3CaO·2SiO2 3 1 920-900 Si2O64-(chain) CaO·SiO2 2 2 980-950 Si2O52-(sheet) CaO·2SiO2 1 3 1100-1050 SiO2(3-dimer) SiO2 0 4 1190-1060 (N