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在高炉炼铁炉料结构中,随着低品位、高 Al2O3及含 TiO2烧结矿的增加,导致高炉渣中的高熔点矿物含量升高,严重影响了高炉顺行。炉渣的流动性能与高炉顺行密切相关。目前对高炉渣流动性能的研究多局限在化学成分对其影响规律上,但从高炉渣工艺矿物学研究入手,定量分析高炉渣矿相结构与其流动性能的关系还未见系统报道。基于此,本文从高炉渣矿相结构入手研究其对高炉渣流动性能(粘度、熔化性温度)的影响。 使用偏光显微镜和 X射线衍射对高钛(攀钢)、中钛(承钢)、普通(邯钢、唐钢)高炉渣的矿相结构进行研究,发现高钛及中钛高炉渣的矿物成分主要为黄长石和钙钛矿、少量的巴依石,以及微量的金属铁、TiC、TiN及其固溶体。普通高炉渣的矿物组成主要为黄长石,其次为钙钛矿,以及少量的金属铁及镁硅钙石。高炉渣的显微结构主要呈似斑状结构,不同的显微结构基质和斑晶不同,导致炉渣在熔融状态下的粘度不同。 通过研究现场高炉渣的粘度及熔化性温度,发现高炉渣粘度随着温度的升高而降低。当温度在1480-1500℃之间时,高钛高炉渣粘度最大,中钛高炉渣粘度次之,普通高炉渣粘度最小。当温度降至1400℃时,普通高炉渣粘度最大,中钛高炉渣粘度次之,高钛高炉渣粘度最小,且高钛渣粘度基本保持不变。高钛高炉渣的熔化性温度最高,中钛高炉渣的熔化性温度最低,分别为1400℃和1320℃。 通过 FactSage软件对高炉渣 SiO2-Al2O3-CaO-MgO-TiO2五元渣系相图及矿物析晶规律进行模拟,与通过偏光显微镜观察得到的结论基本一致。高钛高炉渣中的氮化钛、碳化钛及其固溶体均为高熔点矿物,是造成炉渣粘度变大的主要因素。不仅其本身对炉渣变稠有影响,而且呈粒状、条脉状分布在金属铁周围形成固体壳;促使高炉渣粘度变大,造成渣中带有多量的铁。钙钛矿对于炉渣粘度的影响与前者相比,居次要地位,其树枝状或网状结构恶化了炉渣的流动性,促使高钛渣粘度变大。