矿物组成对高炉渣破碎粒化效果的影响机理

作者:康月; 张玉柱*; 刘超; 邢宏伟; 孙瑞靖; 裴晶晶
来源:钢铁, 2023, 58(10): 172-182.
DOI:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20230210

摘要

高炉渣作为炼铁过程产生的主要副产品,析晶能力大小决定了其作为活性材料的潜力,非晶相含量越高,高炉渣活性越强,其中气淬喷吹工艺可有效增加高炉渣冷却速率,制备高含量非晶相渣珠,提高高炉渣利用附加值。通过热力学模拟及原位观察法阐释高炉渣矿相演变过程,解析连续冷却过程中高炉渣矿相析出机理,确定高炉渣初始析晶温度、初晶相及临界冷却速率,同时对不同碱度的高炉渣析晶活化能和阿弗拉米指数进行了计算,获取高炉渣粒化过程利于抑制矿相析出的炉渣成分组成。结果表明,碱度为0.9~1.3时,高炉渣连续冷却过程析出初晶相均为钙铝黄长石,初始析晶温度随碱度的增加逐渐升高,黄长石析出量随碱度的增加而增多,但是碱度增加到1.2后开始有一部分黄长石相转变为硅酸二钙相;同时碱度的增加抑制钙长石和斜辉石的析出,但是对尖晶石析出量影响不大。随着碱度的增加,高炉渣析晶临界冷却速率逐渐加大,阿弗拉米指数逐渐增大,析晶活化能数值逐渐减小,因此高碱度高炉渣需要较大过冷度来抑制矿相析出,利于获得高含量非晶相渣珠。同时对不同碱度高炉渣进行气淬喷吹得到高炉渣珠,非晶相含量随碱度减小而增加,渣珠透明度逐渐增加,非晶含量高于国家标准GB/T 18046-2008矿渣中非晶相质量分数不得小于85%的要求,为高炉熔渣高附加值资源化及余热高效利用提供理论基础。

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