铝酸钙炉渣冶金性能研究进展

2盖 山西冶金 43 ，2013 文章编号：16721152(2013)033 铝酸钙炉渣冶金性能研究进展 梁计育t， 陈小红z (1天津市大港油田天然气公司，天津300280；2天津茂联科技有限公司，天津300400) 摘要：简单介绍了炉渣在冶炼过程中的作用与重要性。分别对四元、五元、六元及六元以上铝酸钙炉渣冶金性 能的研究现状归纳和总结。并提出了应加强对高碱度、高元铝酸钙炉渣冶金性能的研究。 关键词：赤泥铝酸钙炉渣金性能 中图分类号： 文献标识码：A 收稿日期：20130304 平果拜耳法赤泥因含大量的铁和稀有金属而具 有非常高的综合利用价值 。目前，国内外关于赤泥 的综合利用的研究有很多2,3,4，而应用熔融还原炼铁 技术有充分相关实 践依据白勺 。通过 原得到的铝钙熔渣湿磨溶出回收铝、钠，同时稀有金 属在浸出渣中得到富集，以便进一步回收，从而使这 三大冶金过程有机衔接在一起。而在这三大冶金过程 中，通过合格生铁及化学成分上适合于氧化铝浸出的铝酸 钙炉渣是该工艺的关键环节之一。因此，对铝酸钙炉 渣渣系的冶金性能进行研究具有十分重要的意义。 冶金炉渣是火法冶金中形成的以氧化物为主要 成分的多组分熔体，它是金属提炼和精炼过程中，除 金属熔体以外的另一产 6。炉渣的主要作用是使 矿石和熔剂中的脉石和燃料中的灰分集中，并在高 温下与主要的冶炼产物金属、锍等分离 。俗话说 “炼钢在于炼渣，好渣之下出好钢”，生动说明了炉渣 在冶炼过程中起着非常重要的作用。通过控制炉渣 的化学成分、温度及其所具有的物理化学性质，如适 当的融化温度、较低的黏度和密度等，从而达到保证 冶炼操作顺利进行的目的。 铝酸钙炉渣的主要成分是120，而 关于与1 O 一元渣系相关的研究已经很 系统全面，因此主要对四元、五元、六元及六元以上 的铝酸钙炉渣渣系进行概括总结，为下一步工作做 准备。 作者简介：梁计育(1983一)，男，天津市大港油田天然气 公司，工程师。2263 1四元铝酸钙炉渣渣系冶金性能 关于四元铝酸钙渣系的研究大都在 1203一组元成分。 夏俊飞等8建立了熔渣熔化温度与熔渣碱度， ，含量的关系式，发现随着的增加，熔化温度降低，熔化温度和熔化热焓增 大；随着量的增加，熔渣熔化温度升高，熔化 区间增大。出，在高 ( (13)，低w(47)渣型，入炉矿品位高，碱 度(m(m()为1的条件下，当 W(超过13时，炉渣黏度随着 (增加 而降低，直到w(达到约15左右，炉渣黏度才 达到一个最低值。 郭兴忠等加1 0，一四元中钛型炉渣( (=515)的冶金性能， 研究表明：随 (的增加，黏度增大，熔化性温度 降低，炉渣脱硫能力降低；随着碱度的升高，黏度降 低，熔化性温度升高，炉渣脱硫能力增强；的影响不大。随 (增加，熔化性温度升 高，炉渣脱硫能力降低。 豆志河 “通过计算1 0，一的的黏流活化能发现随着1：0，含量的减少，熔渣的黏度降低。龙防等2通过调 整富 炉渣中的碱度与措施，从而保证高炉生产合适的炉渣黏度。 2五元铝酸钙炉渣渣系冶金性能 李瑾等 3利用正交试验对1203 终得到各组分的最佳含 量为：，w(25，w(7， (6。 豆志河等 4对1203一元精炼 山西冶金 E2636卷 渣系性能研究则认为：当m(m(3)一定时， 随着量减少，精炼渣的黏度 减小，电导率增大。 黄润等水钢低钛渣 (5)为原料 进行试验发现，黏度与碱度成正比，w(在34 范围内时，能炉渣的黏度和溶化性温度降低， 量过高则会增大炉渣的黏度和熔化性温度。 对12系的黏度研究表明，当碱度在O4608之间时，黏 度与碱度成反比；碱度固定为08，增加 (或者 减少w(都将减小炉渣的黏度。 祝贞学等在系中加 入代等量的 通过试验发现，加入；对脱硫性能无明显影响，但 作为助溶剂加入到炉渣中，从而减小蚀和对环境的污染。 3六元铝酸钙炉渣渣系冶金性能 刘承军等18采用二次回归正交设计，分别研究 了黏度、结晶温度、黏性活化能与碱度、量、量、得到相应 的回归方程，利用回归方程为设计开发连铸保护渣 提供了理论依据。研究还发现，随着碱度、渣的黏度减小，黏性 活化能与黏度有相似的变化规律，并且度的同时能降低结晶温度。 120 一 度和明显增加炉渣脱硫效率，对脱硫 则有负面的影响，优含 量在610之间。 王成立等加对含有碱金属氧化物、广钢 高炉渣黏度、熔化性温度和脱硫能力进行了试验研究， 结果表明：含碱金属炉渣的黏度、熔化性温度比不含 碱金属炉渣的低；当碱金属氧化物的含量小于09， 尺 控制在096106之间，W(，)14，w(控制在12 15之间时，炉渣具有较好的黏度、熔 化性温度和脱硫性能。 4六元以上铝酸钙炉渣渣系冶金性能 对于六元以上的铝酸钙炉渣渣系，由于渣系的 复杂性，对于其冶金性能的研究较少。 郝占全等 针对含钛不锈钢连铸过程结晶器液 渣层中量明显增加的问题，研究了不 同碱度保护渣的结晶温度、熔化温度、黏度和凝固温 度的影响。结果表明： (的45使碱度为085 炉渣的结晶温度降低，继续增加量，结晶温 度不再变化；碱度为1时，随量增加，结晶温 度先降低后升高,w(=8时，结晶温度最低；w(012范围增加时，提高了保护渣的熔化温度，降 低了保护渣的黏度和凝固温度。 究含炉渣的热力学行为 后发现，)随着 含量的增加、碱度的降低而增大；配比例( )随着含量、碱度的增加而增大； ，的存在能明显增大， 。 张盟等矧基于离子和分子共存理论( 合12系结构单元或离子对的质量作用浓度模型，建立 了顶底复吹转炉炼钢炉渣和钢液间的磷分配比热力 学模型；炉渣中的e 程中的脱磷反应，其主要产物是320 和 425结语 随着时代的进步和技术的发展，对炉渣的要求也 越来越高。因此，在前人的基础上，应当结合实际生产 和理论研究，对铝酸钙炉渣的冶金性能进行深入、系 统全面的研究，从而找到适合冶炼的合理渣型，为熔 融还原炼铁技术指导。 参考文献 1曾德启平果铝矿伴生组分的综合利用前景J轻金属，2000 (8)：710 2尹中林从平果铝矿的拜耳法赤泥中提取氧化钪的初步试验研 究J铝镁通讯，1995(3)：1623 3梅贤公，袁明亮高铁拜耳法赤泥煤基直接还原工艺的研究J 有色金属(冶炼部分)，1996(2)：2730 4李朝祥从平果铝赤泥中回收铁半工业试验取得成功J矿冶 工程，2000(1)：52 国群炼铁，2004(2)： 56黄希祜钢铁冶金原理M北京：冶金工业出版社，2008：135 7傅崇说有色冶金原理M北京：冶金工业出版社，1993：1 8夏俊飞，许继芳，刘恭源，等量对1：O，一过程工程学报，2010(10)：7882 9IM，et 12O 0013年第3期 梁计育，等：铝酸钙炉渣冶金性能研究进展 3 000，42(8)：852856 10郭兴忠，文广远，张丙怀，等中钛型高炉渣冶金性能的研究 J四川金属，2000(3)：1822 11豆志河，姚建明，张廷安，等系的黏度 J东北大学学报，2)：1 00003 防，周国凡富河南冶 金，2006，14(1)：1113李瑾，刘锦霞，张艳艳，等120 一温度的研究第十三届(2009年)冶金反应工程学会议论 文集，2009：600614豆志河，张廷安，姚建明，等1 精 炼渣性能研究J过程工程学报，2009，9(1)：132135 15黄润，张金柱，施丽丽，等碱度和量对水钢高炉炉渣流 动性的影响G第七届(2009年)中国钢铁年会论文集，2009： 28916 J ， K，et of 03 1203一007，38B：911 17祝贞学，李桂荣，王宏明，等 O，对及脱硫能力的影响J北京科技大学学报，2006(8)： 18 19 20 21 22 23 725刘承军，朱英雄，姜茂发，等护渣系的收速率与黏度J炼钢，2001，17(3)： 42J005，12(5)：10 王成立，吕庆，顾林娜，等高炉含碱金属氧化物炉渣性能的试 验研究J东北大学学报，2006，27(1)：4548 郝占全，陈伟庆，氧化钛对含钛不锈钢连铸 保护渣性能的影响J过程