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南钢高炉炉料冶金性能及炉渣粘度研究

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目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 我国高炉发展的现状

1.2 今后我国炼铁技术发展方向

1.3 高炉用原料

1.4 高炉的炉料结构

1.4.1 常用的典型炉料结构

1.4.2 合理炉料结构的标准及制定的一般原则

1.5 国外的高炉炉料结构

1.5.1 欧盟高炉炼铁炉料结构的发展趋势

1.5.2 日本高炉炉料结构的新进展

1.5.3 美国的炉料结构

1.6 我国高炉的炉料结构

1.7 铁矿石性能对高炉的影响

1.8 南钢高炉炉料状况分析

2 南钢高炉炉料冶金性能试验研究

2.1 原料特性

2.2 还原性实验研究

2.2.1 还原性的实验测定方法

2.2.2 铁氧化物还原的特点

2.2.3 铁矿石还原反应动力学

2.2.4 还原性实验结果分析及讨论

2.3 低温还原粉化性能实验研究

2.3.1 低温还原粉化性能的实验测定方法

2.3.2 粉化机理研究

2.3.3 低温还原粉化性实验结果分析及讨论

2.4 球团还原膨胀性能研究

2.4.1 球团还原膨胀性能的实验测定方法

2.4.2 还原膨胀指数RSI

2.4.3 球团矿还原膨胀机理

2.4.4 影响球团矿膨胀的因素

2.4.5 球团还原膨胀性能实验结果分析及讨论

2.5 荷重软化及高温熔滴性能研究

2.5.1 荷重软化及高温熔滴性能实验测定方法

2.5.2 影响荷重软化及高温熔滴性的因素

2.5.3 荷重软化及高温熔滴性实验结果分析及讨论

2.6 小结

3 南钢高炉炉渣粘度的研究

3.1 高炉炉渣基本理论

3.1.1 炉渣在高炉冶炼过程中的作用

3.1.2 高炉渣的成分

3.1.3 固态炉渣的矿物组成

3.1.4 炉渣的结构理论

3.1.5 炉渣碱度

3.1.6 熔化温度及熔化性温度

3.1.7 炉渣粘度

3.1.8 炉渣主要成分对炉渣性能的影响

3.1.9 炉渣粘度测定的意义

3.2 实验原理及装置

3.3 南钢高炉现场渣粘度试验

3.4 软件的制作

3.4.1 软件开发工具及依据

3.4.2 软件界面及操作

3.5 南钢高炉炉渣粘度工业图的制作

3.5.1 工业粘度图的制作原理

3.5.2 南钢高炉炉渣工业粘度图的制作

3.6 南钢高炉炉渣粘度的现场预测

3.7 小结

4 结论

致谢

参考文献

附录

A 测试南钢高炉炉渣粘度数据及相应数值转换对照表

B 研究生期间发表的文章

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摘要

近年来,由于铁矿石价格的不断提高,我国部分高炉的炉料结构也随之发生了较大变化。南钢高炉在使用较多外来矿,入炉原料变化较大的情况下,炉况也出现了变化。南钢新铁厂2号高炉2006年8月投产使用,高炉运行良好,利用系数一直保持在2.5t/m3·d左右。但自从2007年4月以来,经常出现高炉不顺,高炉的利用系数甚至一度降到了1.0t/m3·d。针对这一现状,结合南钢新2号高炉炉料结构的特点,系统研究了南钢新2号高炉所使用的高碱度烧结矿、酸性球团矿以及澳大利亚块矿的冶金性能。主要包括:低温(500℃)还原粉化性能、高温(900℃)还原性能、球团矿高温(900℃)还原膨胀性能、炉料高温下的荷重软化性能及熔融滴落性能。通过试验研究,找出南钢现有炉料冶金性能上的不足。并分析原因,力图寻找可行的解决办法,为南钢新铁厂2号高炉炉料结构的优化提供可靠的理论依据。同时,如何在入炉原料变化频繁的情况下,保证炉渣的粘度水平处在一个合理的范围内,以往冶金工作者多采用经验或手工计算的方法,得到炉渣成分,再通过直接查找相图,查得炉渣粘度,并以此来指导生产实践。这个过程需要大量的工作,同时,所查找相图与南钢真实炉渣成分不能完全匹配使用,导致较大误差的出现。本文针对这一问题,用计算机编制可以计算在不同矿石成分、不同炉料结构下的理论炉渣成分及其他参数的软件。同时,试验收集了大量南钢正常生产时炉渣粘度的测试数据,测试温度为1500℃。由于现场渣的数据不足,不能说明炉渣粘度随炉渣成分变化的规律。因此,在原有高炉炉渣基础上采用化学试剂配制的模拟渣进行了更全面的测定及研究。主要模拟炉渣平均成分的配制原则是除FeO和硫(由于技术上的原因无法配入)以外,其余成分与现场渣相同。同时,通过对大量南钢高炉炉渣成分进行研究,对模拟渣部分成分及参数范围作相应限制。建立适合南钢高炉生产的炉渣粘度数据库,利用坐标转换的原理,用Excel作出CaO-SiO2-Al2O3系工业粘度图,对照计算炉渣成分,对南钢高炉炉渣状况进行提前预测,并以此来指导生产实践。

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