《高爐冶煉過程適宜鎂鋁比的熱力學基礎研究》是依託東北大學，由沈峰滿擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高爐冶煉過程適宜鎂鋁比的熱力學基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：沈峰滿
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
對於高爐爐渣Al2O3含量升高帶來的爐渣冶金性能下降問題，通常採用添加MgO的方法加以改善。目前國內普遍存在爐渣鎂鋁比（MgO/Al2O3）越高越好的認識誤區，導致我國爐渣的鎂鋁比偏高，增大了渣量和能耗及鎂資源消耗，同時也可能會影響燒結礦質量。而國外高爐渣鎂鋁比普遍較低，孰是孰非，有必要進行深入探討和研究，從機理上論證高爐渣的適宜鎂鋁比。本研究將從基礎熱力學角度出發，針對高爐爐渣，利用等溫截面圖考察不同成分條件下的礦物組成、MgO、Al2O3等成分在爐渣中的活度、存在狀態，結合EPMA、X-ray衍射、掃描電鏡、礦相分析等測試技術，研究MgO、Al2O3在爐渣形成過程中以及在燒結和煉鐵生產流程諸環節中的行為，解明MgO、Al2O3等組分對爐渣冶金性能影響的作用機理，充分發揮MgO的正能量作用，提出適宜的鎂鋁比，為制定科學合理的高爐煉鐵工藝以及MgO添加工藝提供理論依據，實現集成創新。
結題摘要
本項目以開展適宜的爐渣鎂鋁比（ω(MgO)/ω(Al2O3)）為突破點，從熱力學理論層面系統地考察各種原料條件下包括MgO、Al2O3在內的各組分對爐渣的熔化性溫度、黏度、脫硫能力，組分的反應能力（活度）等影響以及對燒結、球團工藝的影響，從而確定適宜的ω(MgO)/ω(Al2O3)，實現高爐爐料成分的最佳化設計，開發科學合理的高爐煉鐵工藝，實現集成創新。 1 爐渣熱力學性質的定量化 （1）CaO-SiO2-Al2O3-MgO渣系活度預測模型 製作不同溫度條件下CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元渣系的等溫截面圖。依據熔渣分子離子共存理論，結合相關二元、三元相圖及涉及到的熱力學數據建立了 CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元系熔渣活度預測模型。選定參考渣法測定相關組元活度，數據比對分析，引入校正係數L'修正預測模型，校正後的預測模型具有良好的穩定性和精度。 （2）爐渣冶金性能（熔化性溫度、黏度、流動性）的基礎研究 實驗室條件下，探討了鹼度、ω(MgO)/ω(Al2O3)對爐渣冶金性能（黏度、熔化性溫度）的影響；探討了1500℃條件下，ω(MgO)/ω(Al2O3)、Al2O3含量及鹼度對爐渣流動性影響。 （3）爐渣脫硫能力的基礎研究 從組元反應性（活度）和黏度兩方面入手，考察了R、ω(MgO)/ω(Al2O3)、ω(Al2O3)等對爐渣脫硫能力的影響規律。專門設計了脫硫實驗用雙層石墨坩堝，可更好地模擬高爐脫硫的實際情況。 2 化學成分對燒結、球團工藝的作用機制 （1）考察MgO在鐵礦石燒結過程中的礦化機理 考察分析了MgO對燒結礦顯微強度的影響和含MgO熔劑在鐵礦石中的擴散速度，確定適宜的含MgO熔劑的添加量。 （2）考察MgO、Al2O3對燒結礦、球團冶金性能的影響 試驗考察MgO、Al2O3對燒結礦的低溫還原粉化、還原性、還原膨脹、軟熔滴落等冶金性能影響，研究其對鐵礦石冶金性能的作用機理。 3 制定科學合理的高爐冶煉製度 基於大量實驗室試驗結果，在某鋼鐵廠#A、#B高爐進行了現場試驗。研究主要包括兩個部分：（1）考察降低高爐用含鎂熔劑對實際生產的影響；（2）考察降低燒結礦MgO含量對實際生產的影響。生產實踐表明，該煉鐵廠採用低MgO燒結—高爐煉鐵技術，取得了良好的煉鐵技術經濟指標。
