【摘 要】
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高铝铁矿石的使用引起高炉炉渣中w（Al2O3）质量分数偏高,导致炉渣的黏度升高,流动性变差,脱硫能力降低。改变炉渣中w（MgO）质量分数和二元碱度（R2）是调节炉渣冶金性能的重要措施,国内外学者对于高炉渣的冶金性能做了大量研究,但目前关于高Al2O3高炉渣冶金性能的定量研究相对较少,因此针对高Al2O3高炉渣,探究R2、w（MgO）/w（Al2O3）和w（Al2O3）质量分数变化对炉渣冶金性能的影
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高铝铁矿石的使用引起高炉炉渣中w（Al2O3）质量分数偏高,导致炉渣的黏度升高,流动性变差,脱硫能力降低。改变炉渣中w（MgO）质量分数和二元碱度（R2）是调节炉渣冶金性能的重要措施,国内外学者对于高炉渣的冶金性能做了大量研究,但目前关于高Al2O3高炉渣冶金性能的定量研究相对较少,因此针对高Al2O3高炉渣,探究R2、w（MgO）/w（Al2O3）和w（Al2O3）质量分数变化对炉渣冶金性能的影响规律,同时建立适用于高Al2O3高炉渣黏度模型,对研究高Al2O3渣冶炼的造渣制度和炉渣成分点具有重要意义。本文主要相关研究和取得的成果如下:（1）随着渣中M/A上升,待测渣黏度基本呈下降趋势。R2为1.15时,w（Al2O3）质量分数相同的条件下,黏度随M/A升高而显著降低,其中R2为1.15,w（Al2O3）质量分数为15%的条件下,M/A从0.25增加到0.45过程中,炉渣黏度由0.43 Pa·s下降至0.243 Pa·s;R2为1.20和1.25时、w（Al2O3）质量分数相同的条件下,1500℃时各组渣的黏度随M/A升高略有下降;当固定渣中M/A以及w（Al2O3）质量分数,1450℃和1500℃时随着R2的上升,炉渣黏度呈下降趋势。黏度与w（Al2O3）质量分数的关系与R2有关。w（Al2O3）质量分数对炉渣稳定性影响明显。w（Al2O3）质量分数越大,炉渣稳定性越弱。（2）R2在1.15-1.25范围内,当固定待测渣中w（Al2O3）质量分数时,熔化性温度几乎随M/A上升而呈上升趋势。M/A为0.45时,随着R2的增加,熔化性温度在w（Al2O3）质量分数从12%到15%的变化趋势比w（Al2O3）质量分数从15%到18%更明显。（3）引入四元碱度和镁铝比修正了 Urbain模型,修正后的黏度模型对高Al2O3高炉渣的适用性较好。用修正后的黏度模型在对炉渣成分进行计算,得到等黏度图。在等黏度图中,以R2=1,M/A=0.6为中心点,向周边扩散过程中黏度逐渐增大,中心点黏度最小,为0.28 Pa.s。黏度为0.3 Pa·s、0.4 Pa·s和0.5 Pa·s的等黏度线呈同心环状扩大。随着M/A的增加,炉渣黏度先降低后增加,变化的临界点为0.4-0.5,临界点的大小与R2有关。（4）综合考虑黏度模型计算的结果以及黏度与M/A、w（Al2O3）质量分数、R2的关系,在等黏度图上确定了在R2=1.10-1.25,w（Al2O3）质量分数为15%的条件下,高炉炉渣适宜的M/A应在0.35-0.55之间。（5）炉渣脱硫速率与炉渣的黏度呈负相关。脱硫反应15 min后铁水中硫质量分数随着炉渣黏度的降低呈下降趋势。脱硫率在70%以上的成分点占总成分点的78%,表明脱硫反应前15 min是炉渣高效脱硫的关键。27组试验平均脱硫速率为75.6%,对应的平均炉渣黏度为0.314 Pa·s。增加炉渣的M/A和R2,可以增加炉渣的脱硫速率。炉渣碱度对脱硫能力具有决定性的作用,碱度增大可以显著提高炉渣脱硫能力,不仅可以改善脱硫反应动力学条件,同时在热力学上增大了硫的分配系数。提高炉渣的脱硫能力。
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