论文部分内容阅读
为了降低成本,一些钢铁企业在生产铁水时加大了含铬低品位国产矿的配矿比例。而铁水中铬含量的升高,也导致炉渣中Cr2O3大量生成,随之出现一系列的吹炼问题。目前对含铬炉渣的研究大多集中在高炉渣系和电炉渣系,而对FeO含量相对较高的含铬转炉渣系的研究相对较少。本文以含铬转炉渣系CaO-SiO2-FeO-MgO-MnO-Cr2O3为研究对象,对含铬转炉渣物相及结构、含铬转炉渣物理性质以及含铬转炉渣的粘流活化能、流变性能等方面开展了研究工作,希望借此对含铬较高的铁水的冶炼提供一定的理论基础。本论文主要进行了以下工作并得到了相应的结果:采用XRD、SEM/EDS和拉曼光谱的方法分别对含铬转炉渣的物相、微观形貌和结构进行了检测分析。研究结果表明,熔渣中的铬主要以FeO?Cr2O3,MgO?Cr2O3以及少量的MnO?Cr2O3形式存在。此渣系主要微观相为:深灰色长条状分布的镁蔷薇辉石相、浅灰色片状分布的RO相和灰色不规则颗粒状的富铬相,富铬相主要由铬铁尖晶石和镁铬尖晶石固溶体组成。而随着Cr2O3含量的增加,渣中镁蔷薇辉石相呈现出先增多,后减少的趋势,而富铬相则一直变多变大。随FeO含量的增加,富铬相中的铁元素含量增大,而熔渣中各相的粒度减小。随着二元碱度的升高,可以看到渣中镁蔷薇辉石相数量逐渐增大,尺寸也变得更加粗大,富铬相的尺寸也逐渐增大,但是当碱度增大到2.0时,渣中出现大量的浅灰色颗粒状微观相,而铬元素弥散分布其中。采用半球法、阿基米德密度测量法、拉筒法分别对含铬转炉渣的熔化温度、密度和表面张力进行测量并结合各物理性质的模型计算结果进行分析,根据物理性质结果提出含铬转炉渣泡沫指数公式C值的参考范围。研究结果得到了含铬转炉渣中Cr2O3,FeO以及二元碱度对熔化温度、表面张力及密度的影响,并提出含铬转炉渣泡沫指数公式C值的取值在800-900之间。使用Brookfield流变仪测量了1500℃下渣样在4r/min、8r/min、12r/min、16r/min、20r/min时的表观粘度,再将转速固定在12r/min,分别测量各渣在1480℃、1490℃、1500℃、1510℃、1520℃时的表观粘度,通过回归得到的本构方程对含铬转炉渣的流变特性进行分析讨论,通过阿累尼乌斯方程对含铬转炉渣的粘流活化能进行分析讨论。对熔渣流变特性的研究结果表明加入Cr2O3前,CaO-SiO2-FeO-MgO-MnO渣系的熔渣表现出牛顿流体特性,随着Cr2O3的加入,熔渣显现出非牛顿流体特性。而对各成分对流变特性的影响进行分析,分析表明Cr2O3和二元碱度对熔渣的流变特性的影响较大,而FeO对熔渣流变特性的影响甚微。对熔渣粘流活化能的研究结果表明Cr2O3和二元碱度对熔渣的粘流活化能影响较大,这与流变特性的影响一致。