x射线透视法在炼铁学研究中的应用

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1、X射线透视法在炼铁学研究中的应用第28卷第2期1993年2月钢铁1R0NANDSTEELVO].28.NO.2February1993x射线透视法在炼铁学研究中的应用杨兆祥于彤王克然（东北工学院）本文利用x射线透视法观测研究了铁矿石的软培行为以及不同炉料组成和料柱结构对软熔过程的影响•此外，还利用X射线装置亡接观察了高钛渣中泡沫渣和渣中带铁的形成过程.USEOFX-RAYFLUOROSCOPYINSTUDYOFIRONM.AKINGPROCESSYangZhaoxiangYuBinWangKeran(NortheastUniversjtyofTechn

2、ology,TheliiseofxrayfluOros〜oQytoObsvcandinvestigatethesoftening一melt-gbehaviCclrofironOfeaswellastheeffectofdifferentburdendesignonthesoftening一meltingvrccesshasbeendescribed・Besides.byrrtc〜ln$ofX—rayequivmenttheformatlcnoffoamedslaEandslagmetalmixtureinslagcoil-扭ininghighTiO2h

3、asbeendirectlyobserved.1.前盲X射线透视法用于高温冶垒过程的研究已有30余年的历史，用于炼铁学的研究电已近20年•在日本和瑞典用此法曾研究了高t渣同铁水之问的反应过程，铁矿石的还原渗碳和软熔行为以及碳和铁矿石的熔融还原等问题•以上工作表明,此法的直观性很强，可以揭示许多用一般方法无法看到的高温冶金现象•本文介绍了笔者从1986年以来甩此法研究铁矿石的软熔行为，高钛渣中泡沫渣的形成和渣中带铁过程的研究结果.2•铁矿石软熔过程的研究2-1研究方法研究装示干图1•在内径为36113m的石墨圮埸底部放置5~8mm焦粒约25mm高,其上置

4、9粒球团矿或烧结矿样三层•为使试样能在同一垂直平面上，两侧插放两块石墨夹片模拟高炉内升温，气体成分和荷重条件•气体流撬2L/rain.试样成分列于表1中•除对单一品种矿'奉项目为国家自然科学茎盎资助项目.石测试外，还对不同炉料结构和不同料桂结构进行了观测.图1观察铁矿石软蜡过程的装置1一煤气再生器,2—煤气及气体净化系统-3-气体流量计・4-气r$混台器・j一氧化铝管・6—石墨加热瞥■一石黑圮蜗,8…试样,9一焦柑-10一石墨营，11一热电偶12-电极-13—变压器,14一控盟议,lj—x—Y记录捉｝16—压杆.17一负荷—也移侍感畧,19一x射线臂，

5、20-铝｛豆・22—摄象机,23（左）一影像强增嚣I23（右）一电视屏■基表I试样的化学成分，试样TFeSjOtCaOMgOTiO=KtO+NajOFCaO/S1〜）,P（擎钢）Pl（攀钢）P・（攀钢）P・（摹钢）P'（摹钢）p,（孽钢）BS（包钢）BP（包钢）AS（蠢钢）AP（鞍钢）注一（）中碱童为扣击caF中ca而计算的2?2试验结果和分析2?2?1软熔过程的阶段特征圈2为试样软熔过程的X射线图象（图中标明为加热温度及该温度・F的收缩率）•由图2可见，软熔收缩的垒过程大致可分成三个阶段:（1,软化收缩阶段，试徉软化变形使颗粒间空隙减少引起收缩;②熔

6、化收缩阶段，熔化使空眺和气孔减少消失，【起收缩，辩层呈致密屠状,透气性很差;⑨熔滴收缩阶段,试样熔r七滴落，引起收缩，致密层变薄乃至消失，透气性改善•上述三阶段并非截辖分开,有时相互搭结•这种特征在高炉解剖和作者对瑞典球团矿的研究［坤都得刊证实•一般软化收缩阶段结束肘收缩率为30〜50,熔滴开始对的收缩率为60~80•在评价矿石对应注意透气性最差的熔化收缩阶段的温差大小.2?2-2含TiO烧结矿的软熔特性台T幻烧结矿的软熔特性与烧结矿碱匿有关•碱度提高,开始软化温度•和开端熔｝匕温度••增加•当碱度为1.75时，开嫡靖落温窜•最高•当碱度低于1.75时

7、，蓬先滴落｝碱碩:高于1.75吋，铁先渗碳滴落.碱鹰高，涟相熔点（计算值）升高•高碱受援大量滞留•这同形成高熔点钙钛矿（CaO?iO:,熔点1970°C）和碳氨化钛有关.随TiC）:降低,T.和降低,AT：降低，透气性最差的熔结层变薄，改善了透气性•从图2可见，高TiO:烧结矿中铁早于渣滴落，因高TiO:易于形成钙钛矿和还腭c生成辕多的娥氮化钛，流动性差,滴落难，在焦炭空隙中停留时间较长•在试样同圮锅壁接触面•可见有气泡生成，撬中挟惜小铁珠（酗2中P）上甘锅试样解剖后的观察结果,同象显示结果一致•对低TiO:饶结矿，上述现象较轻•由上可见，高钛渣冶炼时

8、的渣中带铁和泡沫渣现象，不仅产生于炉缸，也可能在软熔滴落带就存在.2-2?3包钢烧结矿和鞍钢烧