含鈦高爐熔渣吹煉過程及析出相的研究.pdf

1、隨著含鈦高爐渣應用研究的深入，其實驗已達到噸級半工業(yè)規(guī)模，與之相應的基礎(chǔ)研究已成為目前重要研究課題。本文系統(tǒng)研究了含鈦高爐熔渣氧吹煉體系中鈦的選擇性富集和鈣鈦礦相的長大行為以及熔渣的性質(zhì)變化特征，確定了各相關(guān)因素的影響規(guī)律，優(yōu)化了含鈦高爐渣中鈦選擇性析出的條件。 從理論和工藝兩方面，討論了含鈦高爐渣鈦利用過程中最佳鈦富集相的選擇，并通過現(xiàn)場實驗得出了添加劑、氧化處理對鈦選擇性富集和長大的影響規(guī)律：鋼渣的添加可以促進鈦的富集，但超

2、過一定比例可使熔渣黏度顯著增加不利于熔渣的進一步氧化和渣中鈣鈦礦相的長大。吹氧化處理含鈦熔渣的同時，鋼渣和Si-Fe粉適當比例的添加可同時促進鈦的富集和鈣鈦礦晶粒的長大，鈦的富集度可達91％，鈣鈦礦晶粒尺寸大于30μm的為78.4％。 利用攝像法對浸入式側(cè)吹氣體在熔池中的穿透行為以及底吹條件下熔池的表面特征進行了實驗研究。在實驗基礎(chǔ)上，通過量綱分析和討論，得出了氣體無量綱穿透深度與熔池表面突起高度和寬度的經(jīng)驗關(guān)系方程式：H/d=

3、2.6Fr0.41(ρld1.5/η)0.19Hmax=3.055Q0.528W=2.21Q0.315η0.035 通過對多孔噴吹渣罐內(nèi)混合過程的模擬研究，得出了混合時間的關(guān)系式：τm=78.7ε-0.69η1.08 本文得出的以上經(jīng)驗關(guān)系式在半工業(yè)化實驗中都得到了很好的應用，并取得了滿意的效果。 通過對含鈦高爐渣氧化過程中溫度變化的測定，并結(jié)合理論計算，建立了模擬熔渣氧化過程溫度變化的簡易模型：dT/dtk△H

4、總e-kt-2.84×10-8T4S-Pv/RT0∫Cp,mdT-α上表面(T-298)S上-α外表面(T-298)S外模型計算氧化過程中的溫度變化趨勢與實測數(shù)值基本一致。由于氧化放熱，溫度-時間曲線上出現(xiàn)一個與供氧強度和渣中還原態(tài)物質(zhì)的量有關(guān)的氧化特征峰。 通過分析半工業(yè)實驗條件下，氧化過程熔渣性能的變化特征，發(fā)現(xiàn)：相同溫度下氧化渣的黏度低于原渣；溫度的升高和黏度的降低可使渣中的大部分金屬鐵珠得到沉降、回收，從而使得渣中游離態(tài)

5、的金屬鐵不在是放熱的主體；并且由于氧化作用，沉降鐵珠中釩含量高于氧化處理前渣中金屬鐵珠中的釩含量。 研究了氧化性含鈦高爐渣中鈣鈦礦相等溫和非等溫條件下的析出和長大行為，結(jié)果表明：吹氧化渣中鈣鈦礦相的開始析出溫度約為1390℃。 連續(xù)冷卻過程中，降溫速率對于鈣鈦礦相的析出和長大存在重要影響，越低的降溫速率具有越大的鈣鈦礦相析出量和晶粒尺寸。鈣鈦礦相的相對轉(zhuǎn)變分數(shù)可表述為：X=1-exp(-c/αn)，其中：n=0.356，