熔融高溫高爐渣冷卻過(guò)程相變研究.pdf

1、高爐渣是鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢棄渣，成分包括 SiO2、Al2O3、CaO、MgO、MnO、FeO和硫等。其產(chǎn)渣量大約為0.3~1.0噸/噸生鐵，排放溫度高達(dá)1500℃，擁有產(chǎn)量大，熱值高的特點(diǎn)。傳統(tǒng)高爐渣處理工藝采用水淬法，獲得高活性的玻璃態(tài)高爐渣，被廣泛用作于水泥原材料等，但是該工藝存在許多缺點(diǎn)，如水耗高、未回收顯熱，并且需對(duì)水淬渣進(jìn)行干燥處理。因此，兼顧余熱回收的高爐渣資源利用是目前技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。干式?；ㄊ且愿煽諝庾?/p>

2、為換熱介質(zhì)來(lái)回收高爐渣的熱量。然而，干式?；に嚨睦鋮s速率較水淬法低，有可能無(wú)法獲取高含量的玻璃態(tài)高爐渣。我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定，冷卻后玻璃體含量大于85％的高爐渣才可用于生產(chǎn)水泥混凝土,即要求高爐渣具有較好的非晶形成能力（GFA）。此外，由于不同鋼鐵廠(chǎng)所選用的入爐材料不同，使得高爐渣的各成分的含量也不同，而高爐渣成分的變化對(duì)高爐渣的非晶形成能力也有較大的影響。
　　因此，開(kāi)展不同冷卻速率及不同成分條件下高爐渣相變冷卻及物相演變過(guò)程的研究，

3、為高爐渣的余熱回收及資源化利用提供指導(dǎo)。本文主要研究了不同冷卻條件下高爐渣相變冷卻及物相演變過(guò)程，并獲得高含量玻璃態(tài)高爐渣的臨界冷卻速率，提高資源利用的附加值及熱品質(zhì)。同時(shí)還采用控制變量的方法，利用化學(xué)試劑調(diào)整高爐渣的主要成分 Al2O3及 MgO，從而研究這兩種成分對(duì)熔融高爐渣冷卻過(guò)程物相變化的影響。此外，還針對(duì) SiO2/Al2O3,CaO/MgO的變化對(duì)高爐渣相變冷卻及物相演變過(guò)程的影響進(jìn)行分析，從而深入了解四元堿度對(duì)高爐渣物相演

4、變影響規(guī)律。主要的研究成果如下：
　?、僭诤銣乩鋮s條件下，隨著恒溫冷卻溫度的降低，高爐渣晶體孕育時(shí)間先減小后增大，存在一個(gè)臨界冷卻速率，使得高爐渣物相全部為玻璃體。而當(dāng)?shù)氐母郀t渣對(duì)應(yīng)的臨界冷卻速率為9±0.13℃/s，而XRD的分析結(jié)果顯示，獲得的晶相為鈣鋁黃長(zhǎng)石；在恒速冷卻條件下，高爐渣的結(jié)晶度隨著冷卻速率的增大而降低，并且在冷卻速率增大至一定值時(shí)，結(jié)晶度為0，獲得百分百玻璃相，對(duì)應(yīng)的冷卻速率為臨界冷卻速率，為5.5±0.08℃

5、/s；
　?、谠诙獕A度 R2為1.1，MgO質(zhì)量百分比為10 wt%的條件下，Al2O3表現(xiàn)出兩性行為，隨著 Al2O3含量的增大，高爐渣非晶形成能力先增強(qiáng)后減弱，臨界冷卻速率先減小后增大，當(dāng)Al2O3=12 wt%時(shí)，獲得最小臨界冷卻速率，此時(shí)，高爐渣非晶形成能力最強(qiáng)，恒溫冷卻條件下對(duì)應(yīng)臨界冷卻速率為22.0±0.33℃/s，恒速冷卻條件下對(duì)應(yīng)臨界冷卻速率為7±0.10℃/s；而在 R2=1.1，Al2O3質(zhì)量百分比為12 w