含硼泥渣冶金性能及成渣機(jī)理的研究.pdf

1、現(xiàn)代煉鋼朝著高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，傳統(tǒng)煉鋼采用螢石作造渣助熔劑，在高溫冶金上存在嚴(yán)重弊端，包括易腐蝕耐火材料而降低爐齡、高溫下穩(wěn)定性差，易與渣中酸性組元反應(yīng)生成含氟氣體導(dǎo)致氟污染等。另外，螢石價(jià)格較高，因此，螢石的使用受到越來(lái)越嚴(yán)格的限制。硼泥作為一種工業(yè)廢料，其主要成分為MgO、CaO、Fe2O3、B2O3等，可作為造渣材料，其中的Fe2O3、B2O3具有很強(qiáng)的化渣能力，采用硼泥代替螢石作為助熔劑備受關(guān)注。
　　本文對(duì)比研

2、究了硼泥、B2O3和CaF2作煉鋼造渣助熔劑對(duì)渣系粘度、表面張力和密度的影響規(guī)律，通過(guò)旋轉(zhuǎn)柱體法測(cè)定了熔渣的粘度，拉環(huán)法測(cè)定了渣系的表面張力，重錘法測(cè)定渣的密度。進(jìn)而利用熔渣的離子-分子結(jié)構(gòu)理論以及X射線衍射分析研究了助熔劑的化渣機(jī)理，探索硼泥作助熔劑對(duì)爐渣冶金性能影響的內(nèi)在原因。最后通過(guò)差示掃描量熱法(DSC)測(cè)量了爐渣在成渣過(guò)程中的DSC曲線，研究了不同助熔劑對(duì)成渣熔化過(guò)程中的相變溫度及熔化熱焓的影響。
　　研究結(jié)果表明:

3、r>　　(1)渣系的粘度隨著助熔劑B2O3、硼泥以及CaF2的增加而顯著降低，當(dāng)硼泥含量為10％時(shí)，在1125℃-1150℃之間粘度為1-1.2 Pa·s，而CaF2的則從0.5Pa·s迅速增加到5.5 Pa·s以上，且含15％硼泥的渣系與含15％CaF2的渣系粘度相近，含硼泥渣系粘度略低，硼泥降低粘度的效果好于CaF2。
　　(2)當(dāng)溫度在1380℃-1480℃范圍內(nèi)變化時(shí)，熔渣的表面張力和密度都隨溫度的升高而降低;且使用5-1

4、5％的CaF2作為助熔劑時(shí)，表面張力在0.4-0.6N.m-1范圍內(nèi)變化，渣系的密度為3.2-3.9g.cm-3;而用5-15％CaF2時(shí)，表面張力在0.3-0.6N.m-1范圍內(nèi)變化，渣系密度的變化范圍為3.4-4.1 g·cm-3，即用硼泥或CaF2作助熔劑時(shí)，兩者對(duì)渣系表面張力和密度的影響差異不大。
　　(3)采用非橋氧與四配位離子的比值即O-/T和結(jié)構(gòu)參數(shù)Q分析了不同助熔劑對(duì)爐渣結(jié)構(gòu)的影響，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)參數(shù)的計(jì)算公式

5、進(jìn)行了修正。發(fā)現(xiàn)，隨著助熔劑B2O3、硼泥及CaF2含量的增加，熔渣的結(jié)構(gòu)單元均發(fā)生了變化，網(wǎng)絡(luò)化程度降低。XRD對(duì)爐渣的礦物組成分析結(jié)果表明爐渣中物相主要為硅酸鹽類(lèi)，以B2O3為助熔劑時(shí)，爐渣中還存在一定量的硼酸鹽類(lèi)物相;以硼泥為助熔劑時(shí)，爐渣中生成了黃長(zhǎng)石、橄欖石、透輝石以及硼酸鹽類(lèi)物相;以CaF2作為助熔劑時(shí)，爐渣中含有一定的槍晶石存在。
　　(4)隨著助熔劑B2O3、CaF2、硼泥含量的增加，熔化過(guò)程中測(cè)量的DSC曲線的吸