模擬熱態(tài)鋼渣直接熔制微晶玻璃晶化規(guī)律研究.pdf

1、熱態(tài)鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的含有大量熱能的液態(tài)或半液態(tài)副產(chǎn)物。傳統(tǒng)的熱態(tài)鋼渣處理工藝存在能量浪費大、物質(zhì)消耗多、環(huán)境污染重、后續(xù)利用難、產(chǎn)品附加值低等諸多問題。利用熱態(tài)鋼渣直接制備微晶玻璃的技術不僅可以實現(xiàn)熱態(tài)鋼渣物質(zhì)和能量的雙重利用,減少能源和環(huán)境問題,而且制備的微晶玻璃產(chǎn)品附加值高,經(jīng)濟效益好,是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的重要研究課題之一。
　　通過建立并求解多元方程組的方法計算制備給定組分基礎玻璃所需的鋼渣及各輔料組分的用量;采用

2、液-液混熔的方法進行熱態(tài)鋼渣與適當輔料的混合與均化從而制備玻璃熔體;利用差熱分析,粉晶X-射線衍射以及掃描電鏡等分析方法探討了不同輔料含量、不同熱處理制度對鋼渣微晶玻璃晶化、顯微結構和性能的影響;運用非等溫動力學理論分析了不同鐵含量微晶玻璃晶體生長特性及機理。
　　(1)研究了不同混合輔料制備透輝石體系鋼渣微晶玻璃。在700℃核化2h,900℃晶化2h的相同熱處理條件下,不同輔料含量的微晶玻璃中晶相的類型和形貌存在差別。輔料用量較

3、多的微晶玻璃樣品,其耐酸性、顯微硬度、吸水率、密度等值較低,抗折強度隨輔料含量的減少而增大。相同組分的基礎玻璃樣品,隨著晶化溫度的增加,微晶玻璃樣品的顯微硬度逐漸增加,密度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。
　　(2)研究了以廢玻璃為輔料的鋼渣微晶玻璃。在惰性氣氛下,采用液-液混熔方法制備的鋼渣摻量為50％的基礎玻璃,經(jīng)700℃核化2h、900℃晶化2h熱處理后微晶玻璃的主晶相為透輝石。當晶化溫度高于900℃時,在微晶玻璃熱處理過程中Fe2

4、+和Fe3+發(fā)生易位和有序度變化,形成磁鐵礦(Fe3O4)晶相,使微晶玻璃具有磁性。由基礎玻璃在不同加熱速率下DTA曲線分析來研究析晶動力學?；A玻璃樣品的結晶活化能為450KJ/mol,晶體生長指數(shù)n的平均值為1.7。晶體生長的機制是表面控制下的三維析晶。隨著晶化溫度的升高,微晶玻璃樣品中晶體的微觀形貌由針狀轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑺?最后變成球狀。晶形轉(zhuǎn)變主要控制因素由界面能轉(zhuǎn)變?yōu)閼兡堋?br>　　(3)研究了不同鐵含量的鋼渣微晶玻璃。隨著鐵含量

5、的增加(5％-15％),基礎玻璃的結晶活化能呈增大趨勢,由494 KJ/mol(鐵含量為5.79％的基礎玻璃樣品Fe-1)升高到517 KJ/mol(鐵含量為15.38％的基礎玻璃樣品Fe-3)。晶體生長指數(shù)為1.69,晶體生長是整體成核、擴散控制下的三維析晶過程。在相同熱處理條件下,不同鐵含量的微晶玻璃樣品析出的晶體種類不同。其中透輝石[Diopside(72-1379)]為共有的主晶相。微晶玻璃所析出的晶體的穩(wěn)定性隨著鐵含量的增加而