專利名稱：一種用于高爐高鋁終渣組成與綜合冶金性能的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及高爐煉鐵過程一種用于高爐高鋁終渣組成與綜合冶金性能的控制方法。
背景技術(shù)：
礦正常冶煉非高鋁鐵的高爐，適宜的終渣組成基本處于三元相圖的黃長石區(qū)，利用R2(或R3)就可以對(duì)終渣綜合冶金性能(高溫粘度、脫硫能力、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性)進(jìn)行有效控制，使其滿足冶煉工藝要求。而高鋁礦冶煉時(shí)，由于終渣氧化鋁含量高，單純的堿度R2(或R3)指標(biāo)已經(jīng)無法對(duì)終渣綜合冶金性能進(jìn)行有效控制。尤其當(dāng)渣中含量超過15％時(shí)，其物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)組成、溫度等非常敏感，易突變，其綜合冶金性能隨氧化鋁含量提升急劇惡化，爐況稍有波動(dòng)，就可能引起高爐難行，渣、鐵流動(dòng)困難、脫硫能力下降，甚至爐缸堆積、凍結(jié)等重大事故，并給爐缸的維護(hù)與高爐長壽帶來問題。所以，使高爐順利實(shí)現(xiàn)含高氧化鋁原料的冶煉——渣中氧化鋁含量長期穩(wěn)定在17％以上甚至更高，是目前高爐冶煉的世界性難題。
為獲得良好綜合冶金性能的渣系組成并界定其合理操作范圍，國內(nèi)外研究者與現(xiàn)場工程師多借助偽三元系”來近似獲取所需信息。但高爐實(shí)踐證實(shí)對(duì)于常規(guī)礦冶煉，該法可行，但對(duì)于高氧化鋁渣，依此得到的結(jié)果與實(shí)際情況相去甚遠(yuǎn)。原因在于氧化鋁為兩性氧化物，當(dāng)其含量高于臨界值后，其酸堿性與各組分關(guān)系密切而敏感，所以渣的綜合冶金性能與組分間關(guān)系就顯得十分復(fù)雜。如采用四元相圖辦法，則加上溫度坐標(biāo)就是五維變量，顯然無法由相圖給出五維變量的空間解析。而已報(bào)道的研究結(jié)果，往往是針對(duì)高鋁渣的某個(gè)性能進(jìn)行研究的[1]，可資借鑒的資料與數(shù)據(jù)貧乏，研究基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱。所有這些都使得高鋁礦冶煉技術(shù)難以獲得突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明內(nèi)容的目的是針對(duì)高爐高鋁終渣組成與綜合冶金性能控制提供一種用于高爐高鋁終渣組成與綜合冶金性能的控制方法，用于高爐高鋁礦冶煉時(shí)方便實(shí)現(xiàn)對(duì)高鋁終渣組成及其綜合冶金性能的合理控制。該發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容如下高爐高鋁終渣組成與綜合冶金性能控制的技術(shù)指標(biāo)體系如下η1500=0.0859×(%Al2O3)-0.0392×(%MgO)-1,8193×R4+3.338(1)η1475=0.187×(%Al2O3)-0.041×(%MgO)-2.214×R4+2.67(2)η1440=0.498×(%Al2O3)-0.07×(%MgO)-0.5687×R4-3.6716(3)Ls=-82.14-15.3×R4+15296×R2-4.77×(%Al2O3)+4.22×(%MgO)(4)]]>式中η1500——1500℃熔渣粘度值，泊(其它溫度同)；Ls——脫硫系數(shù)；R4——四元堿度((％MgO+％CaO)/(％Al2O3+％SiO2)；取值0.98～1.04)；R2——二元堿度(％CaO)/％SiO2；1.15～1.25，硫負(fù)荷低時(shí)取低。硫負(fù)荷高時(shí)取高)。
對(duì)于高爐操作中渣中預(yù)定的氧化鋁含量(％Al2O3)，在規(guī)定取值范圍選取R4與R2(根據(jù)硫負(fù)荷大小判斷)值。然后將％Al2O3、R4、R2與％MgO+％CaO+％Al2O3+％SiO2＝100聯(lián)立求解，即可求得所求渣系的組成。將結(jié)果代入上述指標(biāo)體系方程，得到所定渣系的脫硫性能——Ls；溫粘度——η1475、η1500；并由η1475、η1500、η1400間差值確定其高溫穩(wěn)定性；再對(duì)方程(1)、(2)、(3)微分，以判斷各組分波動(dòng)對(duì)相應(yīng)溫度下渣粘度影響大小——熔渣的化學(xué)穩(wěn)定性。這樣，就獲得了冶煉所需要的高鋁熔渣的綜合冶金性能。如計(jì)算得出的Ls相對(duì)偏低，則重新嘗試將R2調(diào)大，重復(fù)上述步驟，直至符合要求；如高溫粘度偏大，則重新嘗試將R4調(diào)大，重復(fù)上述步驟，直至符合要求。情況若相反則反方向調(diào)節(jié)。如此，可獲得合理的高鋁渣組成與優(yōu)良的綜合冶金性能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高鋁終渣組成及其綜合冶金性能的合理控制。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例11#渣的氧化鋁水平預(yù)定為14.5％，選取R4與R2分別為1.02、1.2，將％Al2O3、R4、R2與％MgO+％CaO+％Al2O3+％SiO2＝100聯(lián)立求解可得出渣的組成，見表1。
再將組成與R4、R2數(shù)值代入指標(biāo)體系的方程中求解，可得到渣的Ls、η1475、η1500、η1400等綜合冶金性能數(shù)據(jù)。再將該渣進(jìn)行高溫實(shí)驗(yàn)，測定其性能，得到了其綜合冶金性能的實(shí)際結(jié)果(見表1)。由比較看出，應(yīng)用該指標(biāo)體系對(duì)渣組成與綜合冶金性能的控制結(jié)果與實(shí)際情況符合。1#渣實(shí)際就是馬鞍山鋼鐵股份有限公司第二煉鐵總廠3號(hào)高爐在進(jìn)行大配比使用高鋁礦冶煉前設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)渣，其中Ls實(shí)測值為現(xiàn)場測定。
表1.高鋁渣系綜合冶金性能預(yù)測與實(shí)測情況比較

實(shí)施例22#渣的氧化鋁水平預(yù)定為16.4％，選取R4與R2分別為1.02、1.24，將％Al2O3、R4、R2與％MgO+％CaO+％Al2O3+％SiO2＝100聯(lián)立求解可得出渣的組成，見表12#渣數(shù)據(jù)。再將組成與R4、R2數(shù)值代入指標(biāo)體系的方程中求解，可得到渣的Ls、η1475、η1500、η1400等綜合冶金性能數(shù)據(jù)。再將該渣進(jìn)行高溫實(shí)驗(yàn)，測定其性能，得到了其綜合冶金性能的實(shí)際結(jié)果(見表1)。由比較看出，應(yīng)用該指標(biāo)體系對(duì)渣組成與綜合冶金性能的控制結(jié)果與實(shí)際情況符合。2#渣是馬鞍山鋼鐵股份有限公司第二煉鐵總廠3號(hào)高爐在進(jìn)行高鋁礦冶煉的一個(gè)高鋁試驗(yàn)渣，該渣組成與預(yù)期綜合冶金性能按本發(fā)明的方法設(shè)計(jì)，其中Ls實(shí)測值為現(xiàn)場測定。
權(quán)利要求
1.一種用于高爐高鋁終渣組成與綜合冶金性能的控制方法，其特征在于高爐高鋁終渣組成與綜合冶金性能控制的技術(shù)指標(biāo)體系方程如下η1500=0.0859×(%Al2O3)-0.0392×(%MgO)-1.8193×R4+3.338(1)η1476=0.187×(%Al2O3)-0.041×(%MgO)-2.214×R4+2.67(2)η1440=0.498×(%Al2O3)-0.07×(%MgO)-0.5687×R4-3.6716(3)Ls=-82.14-15.3×R4+1.5296×R2-4.77×(%Al2O3)+4.22×(%MgO)(4)]]>式中η1500-1500℃熔渣粘度值，泊(其它溫度同)；Ls-脫硫系數(shù)；R4-四元堿度((％MgO+％CaO)/(％Al2O3+％SiO2)；取值0.98～1.04)；R2-二元堿度(％CaO)/％SiO2；1.15～1.25，硫負(fù)荷低時(shí)取低。硫負(fù)荷高時(shí)取高)，對(duì)于高爐操作中渣中預(yù)定的氧化鋁含量(％Al2O3)，在規(guī)定取值范圍選取R4與R2值，然后將％Al2O3、R4、R2與％MgO+％CaO+％Al2O3+％SiO2＝100聯(lián)立求解，即可求得所求渣系的組成，將結(jié)果代入上述指標(biāo)體系方程，得到所定渣系的脫硫性能-Ls；溫粘度-η1475、η1500；并由η1475、η1500、η1400間差值確定其高溫穩(wěn)定性；再對(duì)方程(1)、(2)、(3)微分，以判斷各組分波動(dòng)對(duì)相應(yīng)溫度下渣粘度影響大小——熔渣的化學(xué)穩(wěn)定性，這樣，就獲得了冶煉所需要的高鋁熔渣的綜合冶金性能；如計(jì)算得出的Ls相對(duì)偏低，則重新嘗試將R2調(diào)大，重復(fù)上述步驟，直至符合要求；如高溫粘度偏大，則重新嘗試將R4調(diào)大，重復(fù)上述步驟，直至符合要求；情況若相反則反方向調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于高爐高鋁終渣組成與綜合冶金性能的控制方法，屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，用于高爐高鋁礦冶煉時(shí)方便實(shí)現(xiàn)對(duì)高鋁終渣組成及其綜合冶金性能的合理控制。該發(fā)明提供高爐高鋁終渣組成與綜合冶金性能控制的技術(shù)指標(biāo)體系方程，通過各項(xiàng)指標(biāo)的控制獲得合理的高鋁渣組成與優(yōu)良的綜合冶金性能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高鋁終渣組成及其綜合冶金性能的合理控制。
文檔編號(hào)C21B5/04GK1827784SQ20061003937
公開日2006年9月6日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者李遼沙, 趙志群, 周云, 林李全, 傅元坤, 汪保平, 胡夏雨, 蘇允隆, 陳翔, 袁方, 王杰, 伏明 申請人:安徽工業(yè)大學(xué)