烘干设备:中钛型高炉渣的脱硫能力

  • 2021-06-08 10:11:02
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郭兴忠李劲明2,文光远张丙怀1(1.重庆大学,重庆400044 2攀枝花钢铁(集团)公司,四川攀枝花617067)渣脱硫能力的影响。

高炉冶炼不仅要求炉渣具有适宜的熔化性温度、流动性和良好的稳定性以及对耐火材料的保护性能,而且还要求炉渣具有良好的脱硫能力。为此,在对中钛型高炉渣物理性质进行研究的基础上,对中钛型炉渣的脱硫能力进行了研究,试验了碱度(CaO/Si2)、MgO和Ti2含量对中钛型炉渣脱硫能力的影响。

1试验设备、条件及方法1.1试验设备及条件为脱硫试验装置示意图。脱硫试验的渣样成分及编号与?致,该渣样完全由化学纯试剂配制;铁样按试验要求,结合实际中的硫负荷,配加FeS熔炼制成未脱硫生铁样。试验主要参数如下:渣铁比0.6温度1500°C,未脱硫生铁硫含量1.5%,渣铁接触时间60min.渣铁比和温度是根据目前重钢高炉实际确定的;由于未脱硫生铁硫含量是在全部脱硫试验完成后才进行分析的,故未脱硫生铁硫含量较高;另外单独试验的MgO系列的未脱硫生铁硫含量为0.33%;渣铁接触时间是根据预备试验确定的,预备试验中硫达到平衡时需70min,为了便于比较,结合其他类型渣的渣铁接触时间,故将本次试验的渣铁接触时间定为60min. 1.2试验方法6称好的渣样和铁样,分别放入双层石墨坩埚的下坩埚和上坩埚(如所示)试验时,先将下坩埚放入炉内,通电升温,待渣样熔化后,搅拌两次;将上坩埚置于下坩埚上,待温度升至指定温度时,保温30min;然后拔塞棒,让熔融铁水通过上坩埚底的小孔流向下坩埚,并同时记录脱硫反应时间;当渣铁接触60min后,取供化学分析的铁样;*后倒出渣铁,分析渣、铁中的硫含量和计算硫的分配系数Ls. 2试验结果脱硫试验的结果列于表1中,由表1中的数据得出硫分配系数Ls的三阶重心回归模型:Z1,Z2,Z3?根据模型设计而来的正规分量。

3分析讨论3.1回归模型分析根据回归模型,通过计算机用C语言绘制出等Ls图。从可知:中钛型炉渣的硫分配系数Ls在9 ~30,能基本满足高炉冶炼的需要。

在Ti2或MgO?定的条件下,随碱度(CaO乃处)的升高,炉渣的硫分配系数Ls大;碱度到一定值后,继续升高碱度,Ls保持不变,说明此时碱度己不能提高炉渣的脱硫能力。CaO5i2在1.00~1.20之间,等Ls线较密,说明在此范围内炉渣碱度对炉渣脱硫能力影响较大。

炉渣系列渣号表1渣样成分及脱硫试验的结果渣样主要化学成分/%硫分配系数Ls回归模型系列4 37.64碱度系列(3)在碱度或MgO?定时,随TiO2含量的(4)在碱度一定时,随MgO含量的加,炉加,炉渣的Ls下降,炉渣脱硫能力减弱。渣的Ls大,炉渣脱硫能力强;在TiO〉7%并固定Ti2时,随MgO含量加,炉渣的Ls减总的来说,在中钛型炉渣范围内,随炉渣碱度提小;当Ti2<7%并固定Ti2时,随MgO高,炉渣的脱硫能力升高。这与其他类型炉渣所表加,Ls大,但MgO超过一定值后,Ls随MgO现出的规律一致。

能很好地说明这一规律降低。且随着渣中TiO2的加,渣中CaO的####匕很好加而减小。

3.2炉渣成分对脱硫能力的影响32.1碱度的影响由可见,CaO,iO2由1.2升至1.35时,减少了0.015%炉渣的Ls大了9.34,即随着炉渣CaO 4iO2的升高,降低,Ls大,炉渣的脱硫能力强。

众所周知,炉渣中CaO是主要的脱硫剂,在其他因素不变的条件下,炉渣碱度(CaO/SiO2)的提高,亦即CaO含量加,将使渣中O2的活度提高,而随渣中O2的活度提高,脱硫反应的Ls和反应速度都大,炉渣脱硫能力都强。表明,随着炉渣碱度(CaOiO2)的提高,炉渣粘度降低,流动性改善。可见提高炉渣碱度,不仅强脱硫的热力学条件,而且炉渣流动性良好也改善了脱硫的动力学条件,故炉渣脱硫能力提高。但当CaO /SiO2超过一定值后,炉渣生成高熔点的钙钛矿等物质使炉渣粘度大,流动性变差,恶化了脱硫的动力学条件,故脱硫能力反而会降低或保持不变。

3.22TiO2含量的影响见,渣中TiO2含量从5%至15%时,升高了12.62;即在其他因素不变的条件下,随着渣中TiO2含量的加,升高,炉渣的Ls下降,炉渣的脱硫能力降低。

TiO2对炉渣脱硫能力的影响:一方面,由于TiO2是弱酸性物质,它的存在将使渣中O2的活度量减少,即02的浓度降低,故炉渣脱硫能力降低。

另一方面,研究表明,在一定的温度下,炉渣粘度都较小,流动性较好,炉渣脱硫的动力学条件较为良好,有利于炉渣脱硫性能的强。这两方面的相互作用决定了Ti2对炉渣脱硫能力的影响。试验表明前者的作用大于后者,即随渣中Ti2含量加,炉渣脱硫能力降低。和能很好地说明这一点。

32.3MgO含量的影响见,MgO含量从6%至14%时,升高了0.05%炉渣的Ls下降了12.29,炉渣的脱硫能力降低。即在碱度和Ti2含量一定时,随MgO的加,升高,Ls下降,炉渣脱硫能力降低。

中MgO对炉渣脱硫能力的影响,在固定碱度或Ti2含量条件时有相反的作用。可以解释为:当碱度一定时,随MgO大,Ti2减少,炉渣脱硫能力强。其主要原因是Ti2含量的减少,使炉渣脱硫能力提高;同样当TiO7%并固定Ti2时,随MgO的大,对应的CaO/Si2降低,使炉渣的脱硫能力降低。所以认为,炉渣的Ls随MgO含量的加而减少,其主要原因是CaO/SiO2的降低所致;中在碱度和TiO2(7.5%)?定时,随MgO的大,CaO的####量减少,使渣中O的浓度降低,所以炉渣脱硫能力降低。而在TiO2< 7%,并MgO含量较小时,固定TiO2,随MgO含量大,相应的CaO力2虽也降低,但由于炉渣物化性能己有所改善,所以炉渣的Ls随MgO的加而大,炉渣的脱硫能力强。而当MgO超过一定范围后,Ls随MgO的继续加而减小。

总的来说,在中钛型炉渣范围内,随MgO含量的加,炉渣脱硫能力降低。

4结论中钛型炉渣的脱硫能力较低,在硫负荷相对较高的情况下,炉渣的Ls也只在9~35.在实际冶炼中,需要降低硫负荷才能达到合格的生铁硫含量。

强;随TiO2含量加,炉渣脱硫能力降低。

在TiO2和MgO均较低时,加MgO含量,炉渣的Ls大;而在TiO2较高时,随MgO含量加,Ls降低。

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