SiO2含量对钢渣自粉化影响的机理研究.pdf

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1、第6期矿产综合利用No．62016年12月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesDec．2016SiO2含量对钢渣自粉化影响的机理研究兴超，姚娜，张利武(1．济源职业技术学院冶金化工系，河南济源454650；2．山东石横特钢厂材料工艺科，山东肥城271612)摘要：依据转炉钢渣化学成分特点，选择了以CaO50％一SiO10％一MgO10％-Fe2O30％四元简单合成渣系作为试验基础渣系，向其中加入0～18％的SiO：改性，研究了SiO：增加量与钢渣自粉化率的关系。结果表明，较佳SiO：增加量应该在8％～12％左右，即转炉钢渣的二元碱度

2、值为2．5左右，此时0．154rnm以下钢渣粉化率能达到94．33％，钢渣自粉化效果较好。关键词：转炉钢渣；改性；自粉化doi：10．3969／j．issn．1000—6532．2016．06．021中图分类号：TD989文献标志码：A文章编号：1000～6532(2016)06—0089—03转炉钢渣主要含硅酸盐类矿物J，其中硅酸(10％)一Fe2O3(30％))的熔点高100～200~C。为确二钙2CaO·SiO2(简写C2s)，硅酸三钙3CaO·SiO2保渣样熔融，试验中取1600~C。(简写CS)为钢渣中主要的硅酸盐类矿物。纯的熔渣冷却速度影响相结晶和相转变，进而影响C

3、S为高温亚稳相，在高温下不稳定，在1250~C以下钢渣的易磨性能。采用炉冷，熔渣的冷却速度缓慢，将发生分解反应，生成C：S和CaO。CS具有多种矿物相易结晶长大；采用水淬冷速，熔渣的冷却速度晶型，在725~C时会发生等温相变，由B．C：S转变为较快，液相大部分或几乎全部直接转变成玻璃体，形一C：S，体积发生11％的膨胀，会引起粉化现象。因成的矿物相晶粒尺寸相对较小，结构强度较低，致使此，通过改性处理，增加转炉钢渣中CS相含量，并钢渣较易粉碎；采用空气冷却，熔渣的冷速介于二者利用CS相结构变化导致体积膨胀所引发的自粉化之间。为了使矿物相更好地结晶长大，本试验选择现象，可提高转炉钢

4、渣的微粉化率，改善转炉钢渣易炉冷。磨性能j。1．2试验过程1试验材料和方法原料配比：在实验室内使用化学纯的CaO、SiO2、MgO和Fe2O3配制四元CaO-SiO2-MgO-Fe2O31．1试验温度和冷却制度的确定基础渣系，初始成分为CaO50％、SiO210％、MgO10％根据CaO．FeO．SiO三元相图，可确定基础渣和FeO，30％，以SiO：作为改性剂，研究改性剂对钢的熔融温度约为1700~C。但由于该相图是三元相渣粉化率的影响。在基础渣中再分别加人2％一图，而试验基础渣是由四种化合物组成，MgO的加18％的SiO对基础渣改陛，具体成分见表l，改性后入会导致多元低熔点

5、化合物增多，降低渣的熔化温度，从三元相图(CaO—Fe：O一SiO)中查出的熔融温的渣样依次标记为2一l0，未添加SiO的渣样标记度数值要比该成分(CaO(50％)一SiO：(10％)-MgO为1。收稿日期：2015—11—26；改回日期：2015—12-28作者简介：兴超(1980～)，男，讲师。90·矿产综合利用2016盔试验步骤：按四元渣系的设计成分，将称量好的2CaO·Fe0，(简写C2F)、铁酸一钙CaO·Fe：O3(简渣样研磨30min，然后采用水溶液共沉淀法沉淀混写CF)、铁酸镁MgO·Fe2O3(简写MF)和MgO。匀，放入130~C烘干箱中烘干12h，取出渣样

6、再次研6和7渣的测量峰也非常相似，在30。衍射角磨，并将渣样装入较大的氧化镁坩埚内，将已预热的左右均有较强的．CS的衍射峰。7渣33。衍射角氧化镁坩锅放人1600℃炉内，保温30min后随炉冷左右的y—CS衍射峰比6渣略有变弱。7渣的主要却，分别用0．154mm、0．074mm和0．045mm的筛矿相为一C2S、MgO、C2F、CF和MF。子筛分粉化渣样，将自粉化渣样的粉末进行XRD矿7和8渣XRD分析图谱对比，结果表明8渣的相结构分析。主要矿相—CS、MgO、C2F、CF以及MF，但是一C：S表1四元渣系成分配比／％的衍射峰进一步减弱，说明8渣-C：S的含量在降Table1T

7、hecompositionratioofFourslag低。8渣的MF衍射峰比7渣多，可能是由于随着systemSiO：的加入，与其反应的CaO需求增多，CaO不能饱和熔渣中的FeO，MgO与FeO反应生成MF的量增多12OO。§800警{∞002030405060702o／(。)2试验结果与分析。2．1SiO改性后钢渣的粉化现象将炉冷后装有渣样的坩埚取出，观察其粉化现蕊盛一L胤．9$，蚺零●一一象可知，1～3渣在炉冷过程中没有出现自粉化现$●^$^一鬣0每毒一象；4渣表面发生了少量的粉化；