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本文用自制的實驗平臺,研究了高爐渣堿度對玻璃化率的影響。實驗結(jié)果表明:二元堿度>0.9時,高爐渣的成棉率極小,以<3mm的高爐渣渣粒為主,且堿度對高爐渣玻璃化率的影響較大,玻璃化率下降速率較高;二元堿度為0.7-0.9時,?;蟮母郀t渣出現(xiàn)大量的渣棉,成棉率在90%以上,且堿度對高爐渣玻璃化率的影響較小,玻璃化率均在99%以上。
(責(zé)任編輯:zgltw)轉(zhuǎn)杯法是現(xiàn)階段研究高爐渣干式?;酂峄厥盏闹髁骷夹g(shù)。該方法通過轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)將高爐渣?;⒃谛D(zhuǎn)?;倪^程中提高冷卻強度,實現(xiàn)高爐渣的干式余熱回收。
高爐渣干式?;酂峄厥盏年P(guān)鍵在于形成玻璃體含量是否達到要求,影響高爐渣玻璃化率的因素較多且相互干擾,造成高爐渣干式取熱的控制難度增加。影響高爐渣玻璃化率主要參數(shù)是高爐渣在高溫過程的冷卻強度及化學(xué)組成,CaO、SiO2>Al2O3和MgO四種主要成分含量(特別是A12O3)對高爐渣性能有較大的影響。研究高爐渣堿度對高爐渣性能的研究較多,但大多局限在單一參數(shù)下的小型試驗,實驗結(jié)果代表性不強。文章通過進行35kg/min的中試試驗,研究高爐渣堿度對轉(zhuǎn)杯玻璃化率的影響,為實現(xiàn)高爐渣高效余熱回收提供技術(shù)支持。
1研究基礎(chǔ)及試驗設(shè)計
根據(jù)研究表明,隨著四元堿度的增大,高爐渣玻璃化率明顯減小,且四元堿度與高爐渣玻璃相形成呈線性關(guān)系,見圖1。當(dāng)四元堿度取0.85時,高爐渣的玻璃體含量達到90%,而四元堿度取1.3時,玻璃體率約45%,可見高爐渣玻璃化率隨四元堿度變化的波動范圍較大。
根據(jù)前人的研究成果,設(shè)計高爐渣二元堿度范圍0.7-1.2。試驗過程采用原始高爐渣二元堿度1.32,依次添加硅石組分,調(diào)整二元堿度為1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7,進行轉(zhuǎn)杯?;囼灒煌瑝A度條件下高爐渣與硅石的配比見表1。
2研究工藝路線及裝備
2.1工藝路線
首先將高爐渣和硅石按照表1中的堿度配比進行混勻,然后在中頻感應(yīng)爐內(nèi)加熱至1600℃,再通過中間包等裝置吊運至轉(zhuǎn)杯?;b置,進行?;⒗鋮s,最后對?;蟮母郀t渣顆粒進行玻璃化率的檢測,從而實現(xiàn)不同堿度高爐渣的?;>唧w工藝路線見圖2。
2.2工藝裝備
按照圖2中的工藝路線搭建高爐渣轉(zhuǎn)杯試驗平臺,主要設(shè)備見圖3-5。
2.3試驗條件
在進行不同堿度的高爐渣?;囼灂r,確保初始渣溫、轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速和熔渣流量等初始條件保持不變,初始試驗條件見表2。
3試驗結(jié)果及分析
對不同堿度的高爐渣在一定轉(zhuǎn)速、一定冷卻強度下的試驗及玻璃化率進行檢測,試驗結(jié)果如表3所示。不同粒度的渣粒見圖6-8。
3.1堿度對高爐渣玻璃化率的影響
堿度對高爐渣玻璃化率的影響如圖9所示。隨著二元堿度的升高,高爐渣的玻璃化率整體上呈逐漸降低的趨勢,在二元堿度為0.9時出現(xiàn)拐點。當(dāng)二元堿度W0.9時,堿度對高爐渣玻璃化率的影響較小,玻璃化率均在99%以上,?;郀t渣主要物相為非晶態(tài);當(dāng)二元堿度>0.9時,堿度對高爐渣玻璃化率的影響較大,玻璃化率為90%-99%。
產(chǎn)生以上現(xiàn)象的原因在于爐渣二元堿度增大時,CaO含量升高,高爐渣的熔點升高,熔體粘度降低,冷卻時析晶能力增強,形成熔化溫度很高的渣相,熔渣中會出現(xiàn)不能熔化的固體物質(zhì),破壞了熔渣的均一性,進而造成高爐渣玻璃化率降低。
3.2堿度對高爐渣成棉率的影響
堿度對高爐渣成棉率的影響如圖10所示。當(dāng)二元堿度為0.7-0.9時,經(jīng)粒化后的高爐渣出現(xiàn)大量的渣棉,成棉率在90%以上,渣棉如圖8所示;當(dāng)二元堿度>0.9時,高爐渣的成棉率極小,且高爐渣粒徑變化不大,以高爐渣渣粒<3mm為主,如圖6、圖7所示。
4結(jié)語
通過堿度對高爐渣玻璃化率的試驗研究得出,堿度對高爐渣的玻璃化率和成棉率的影響極大:
(1)高爐渣堿度在0.9時,成棉率和玻璃化率均出現(xiàn)拐點;
(2)二元堿度>0.9時,高爐渣的成棉率極小,以<3mm的高爐渣渣粒為主,且堿度對高爐渣玻璃化率的影響較大,玻璃化率下降速率較高;
(3)二元堿度為0.7-0.9時,?;蟮母郀t渣出現(xiàn)大量的渣棉,成棉率在90%以上,且堿度對高爐渣玻璃化率的影響較小,玻璃化率均在99%以上。