石家庄钢铁公司高炉内碱金属循环

石家庄钢铁公司高炉的碱金属(K_2O Na_2O)负荷较高,为5．25～5．5kg/tFe。其中由烧结矿带入的碱金属占碱金属负荷的70％左右,球团矿和焦炭各占碱金属负荷的10％左右,其它炉料带入量较少。石钢高炉总排碱率为73％～79％,其中炉渣排碱率为68％～77％,炉顶煤气排碱率为5％左右。石钢高炉蓄积率保持在0．227～0．282kg/Fe·h之间,高炉处于蓄积期,且蓄积率较高。所以,建议石钢高炉的碱金属负荷临界值选取4．0kg/tFe。     

高炉中碱金属的研究进展

根据前人的研究结果,对高炉中碱金属的研究现状进行了综述,分析了近年来高炉中碱金属危害再次出现的原因,碱金属对高炉冶炼的危害途径以及高炉排碱措施,探讨了今后的研究方向,为降低碱金属对高炉冶炼的危害提供了理论依据.     

唐山国丰1号1780 m3高炉入炉碱金属分析与控制

针对国外进口块矿碱金属含量高,计算了国丰钢铁高炉碱金属平衡关系.通过试验研究得到了改进高炉排碱能力的措施,为高炉生产提供了理论基础.     

碱金属原子高激发态的唯象势

对碱金属原子的高激发态提出了一个新的唯象势，并用ＰＷＫＢ法给出了量子亏损（因而能级）的计算公式．此式可以诠释著名的Ｒｉｔｚ经验公式．对钠原子高激发态（（３≤ｌ≤５，１３≤ｎ≤１７）的计算表明，理论值与实验值之间相符较好．     

有害元素对高炉炉缸侧壁碳砖的侵蚀

对湘钢2号高炉炉缸七个有代表部位的样品进行扫描电镜、能量色散谱、X射线衍射和原子吸收光谱分析,研究有害元素对高炉炉缸侧壁碳砖的侵蚀以及粉化断裂机理.结果表明,高炉炉缸不同部位的碳砖侵蚀机理不同.第一层以有害元素在碳素熔损反应中的催化作用及生成白榴石为主;上部碳砖侵蚀以K渗透到砖缝中,改变砖质为主;风口以Zn侵蚀为主;铁口K含量较多,另有Pb富集.同种有害元素在不同部位侵蚀碳砖的机理有所不同.K元素在最上部以催化作用为主,在下部以渗透到碳砖内部使碳砖改性为主;Zn在风口碳砖有明显的结晶,在炉缸炉底上部含有大量的Zn并没有结晶,而是附着在砖表面上部.     

高炉碱金属富集区域钾、钠加剧焦炭劣化新认识及其量化控制模型

碱金属对高炉内焦炭的破坏大多通过研究碱金属碳酸盐对焦炭气化反应的影响,从而得出钾、钠破坏性相近,在控制碱金属入炉时也基本不对二者进行区分;但高炉调研表明在碱金属富集明显加剧的区域碱金属碳酸盐已分解且焦炭中钾含量均大于钠.本文通过热力学计算得知在碱富集区域碱金属主要以单质蒸气而非碳酸盐或氧化物形式存在,据此设计了模拟此区域有无CO2时钾、钠单质蒸气在焦炭上的自主吸附和破坏实验,结合原子吸收光谱法、X射线衍射法和扫描电镜-能谱分析发现钾蒸气和焦炭中灰分大量结合形成钾霞石后体积膨胀、裂纹扩展导致碱金属富集区域钾在焦炭上的吸附和破坏能力均远大于钠,因此建议尽量采用低灰分焦炭并严格控制入炉钾负荷.进一步研究体系中不同钾蒸气含量对气化反应的影响规律,得出当钾蒸气与焦炭的气固质量比率超过3%后焦炭反应性陡升.依据碱金属富集区域钾、钠在焦炭上的不同吸附和破坏性,建立了钾、钠各自入炉上限及总量上限的量化控制模型.     

高温气体中碱金属蒸气的脱除

以NaCl蒸气为研究对象，通过实验室自建的碱金属蒸气脱除装置，在850℃和气体流速为11．Om／h的条件下对6种天然矿物及活性氧化铝的脱碱性能进行比较，结果得出活性氧化铝具有最高的碱容量，高岭土次之，铝土最低；实验结果表明吸附剂对碱金属蒸气的吸附不仅与吸附剂的化学成分有关，还与吸附剂内部的孔结构有关；xRD和SEM结果证明活性氧化铝对NaCl的吸附属多分子层的物理吸附，吸附的主要阻力集中在碱金属蒸气扩散至吸附剂的内孔；反应动力学研究表明反应同时受吸附和产物层的扩散所控制。     

高钛型高炉渣炉内堵塞与液泛行为的研究

在实验室用高温熔滴炉模拟高冶炼过程，对高钛型高炉渣在炉内的堵塞与液泛行为进行了实验研究，研究了气体流速、ＴｉＯ２含量、ＴｉＯ２还原度和渣－焦界面性质对熔渣在炉内的堵塞与液泛的影响。     

碱金属原子光谱经验公式的导出

本文以锂原子为例，根据实验测量数据详细讨论了碱金属原子光谱经验公式的导出过程。     

高炉含碱金属氧化物炉渣性能的试验研究

对含有碱金属氧化物、TiO2的广钢高炉渣黏度、熔化性温度和脱硫能力进行了试验研究.结果表明:试验条件下,含碱炉渣黏度、熔化性温度比普通炉渣低,碱金属氧化物对酸性渣的熔化特性具有明显影响,碱度升高,影响减弱.MgO,Al2O3对含碱炉渣特性的影响规律与普通炉渣大体一致,碱度对含碱炉渣的脱硫能力具有明显影响.在广钢生产条件下,w(K2O)+w(Na2O)应控制在0.9%以下,w(CaO)/w(SiO2)控制在0.96~1.06之间,w(Al2O3)控制在14%以下,w(MgO)控制在12%~15%之间能够获得较好的炉渣黏度、熔化性温度和脱硫能力.     

高炉用部分耐火材料抗碱蚀损的实验研究

用熔融碱金属混合碳酸盐，对六种高炉炉身下部至炉腹砖衬材料进行了蚀损试验测定，并就碱蚀前后试样的重量变化和抗折强度变化进行了简要分析。     

热风在高炉热风围管中流动特性的模拟研究

对鞍钢2580m³高炉热风围管内热风流动特性开展数值模拟研究,探究各风口风量不均匀分配的内在机理.结果表明,在各风口尺寸相同的条件下,围管内的主体流动并非单纯的单向流动,而是存在返流.热风进入热风围管后,直接冲击热风围管0°处热风支管,导致此处风口风量较大;进入围管后的热风形成两股气流在热风围管入口正对面(即180°处)发生碰撞,导致对应风口风量较大;气流碰撞后部分产生返流,沿着热风围管下部和内侧逆向运动,在热风围管90°和270°位置处与正常运动的气流再次碰撞并汇聚进入此处支管,导致对应风口风量较大.通过对比分析鞍钢高炉风口参数调节措施发现,现场调节措施与本研究结果基本一致.     

高炉提高喷煤量的分析与研究

在对煤粉在高炉中的行为进行分析的基础上,从改善原燃料质量、高风温、富氧鼓风、高炉冶炼及煤气流分布等方面对提高高炉喷煤量进行全面分析与研究,总结提高煤比的普遍规律。     

承钢高炉炉缸沉积物的形成机理

在热力学分析的基础上,研究了承钢高炉炉缸沉积物的形成机理。结果表明：承钢高炉炉缸沉积物中的高熔点物质主要为TiC及少量的Ti（N,C）、Ti（C,N）。炉渣中的TiO2与焦炭发生直接还原反应生成TiC,随着铁液的形成,渣中的TiC被铁滴吸附,包裹在铁滴周围。TiC包裹着铁液沉降到炉底形成炉缸沉积物;在渣-铁界面和铁水-炉底耐火材料界面,由于浓度梯度和温度梯度的存在析出Ti（N,C）、Ti（C,N）,铁水和炉渣团聚在炉缸中形成炉缸沉积物。     

承钢高炉炉缸沉积物的形成机理

在热力学分析的基础上,研究了承钢高炉炉缸沉积物的形成机理。结果表明:承钢高炉炉缸沉积物中的高熔点物质主要为TiC及少量的Ti(N,C)、Ti(C,N)。炉渣中的TiO2与焦炭发生直接还原反应生成TiC,随着铁液的形成,渣中的TiC被铁滴吸附,包裹在铁滴周围。TiC包裹着铁液沉降到炉底形成炉缸沉积物;在渣-铁界面和铁水-炉底耐火材料界面,由于浓度梯度和温度梯度的存在析出Ti(N,C)、Ti(C,N),铁水和炉渣团聚在炉缸中形成炉缸沉积物。     

高炉WO_3料护炉的基础研究

对 WO_3 料护炉的可行性进行了实验室研究。结果表明:炉渣的熔化性温度虽然与渣中WO_3 含量有关,但在 WO_3<5.56％ 的情况下,影响不大,均低于1 400℃;含 WO_3 5.56％的渣,随恒温时间的延长亦有粘度升高现象。渣中的钨以WC 和 W_2C 形态存在,并以颗粒状沉积在坩埚壁上,形成保护层。渣-石墨润湿良好,能紧密地镶嵌在一起。可以预测:含钨渣具有比含钛渣更优越的护炉性能,而且对高炉冶炼不会带来困难。