【摘 要】
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钒钛磁铁矿有非常高的综合利用价值,它的主要冶炼流程是“高炉-转炉提钒-半钢炼钢”。相比于高炉冶炼普通铁矿石,钒钛磁铁矿高炉渣流变性、稳定性较差,炉温控制范围较窄,导致实际高炉生产过程难以达到强化冶炼的水平。基于此,本文以承德钢铁企业钒钛磁铁矿现场高炉渣为基准,采用分析纯化学试剂调控渣样,首先系统研究了炉渣的主要黏流特性受成分的影响规律,在此基础上设计渣系正交实验,分析得出所考察的高炉渣各成分对主要
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钒钛磁铁矿有非常高的综合利用价值,它的主要冶炼流程是“高炉-转炉提钒-半钢炼钢”。相比于高炉冶炼普通铁矿石,钒钛磁铁矿高炉渣流变性、稳定性较差,炉温控制范围较窄,导致实际高炉生产过程难以达到强化冶炼的水平。基于此,本文以承德钢铁企业钒钛磁铁矿现场高炉渣为基准,采用分析纯化学试剂调控渣样,首先系统研究了炉渣的主要黏流特性受成分的影响规律,在此基础上设计渣系正交实验,分析得出所考察的高炉渣各成分对主要渣系黏流特性的影响规律的主次顺序,以及可以提升高炉渣流变性及稳定性的渣系成分组合;其次以实验有效数据为基础,建立适合该渣系的黏度预测模型。得出如下结论:（1）实验范围内,随渣系二元碱度R2升高,炉渣熔化性温度TBr升高,初始黏度ηTBr降低,高温黏度η 1500℃ 先降低后升高,渣系热稳定性变好;随渣系MgO含量升高,炉渣熔化性温度TBr、初始黏度ηTBr和高温黏度η1500℃先降低后升高,渣系热稳定性先变好后变差;随渣系Al2O3含量升高,炉渣溶化性温度TBr、高温黏度η1500℃升高,初始黏度ηTBr先升高后降低,渣系热稳定性变差;随渣系TiO2含量升高,炉渣熔化性温度TBr、初始黏度ηTBr和高温黏度η1500℃先降低后升高,渣系热稳定性先变好后变差。（2）用综合加权平均法分析正交实验,研究炉渣成分对实验渣系TBr,η0,ηh,E及综合黏流特性指标影响主次,得到炉渣黏流特性指标最佳的渣系成分组成结构。最后对不同偏好系数μ及不同主观权重α条件下的实验结果进行分析,得到以下结论:a.对渣系熔化性温度影响:碱度>Al203含量>Ti02含量>MgO含量;最优组合为:碱度1.00,MgO含量12%,A1203含量1 2%,TiO2含量1 2%。b.对渣系初始黏度的影响主次:碱度>MgO>TiO2>Al2O3;最优组合为:碱度 1.30,MgO 含量 12%,A12O3 含量 1 6%,Ti02 含量 5%。c.对渣系高温黏度的影响主次:碱度>Al2O3>MgO>Ti02;最优组合为:碱度 1.25,MgO 含量12%,A12O3 含量 16%,Ti02 含量 1 2%d.对渣系黏流活化能的影响主次:碱度>Al2O3>TiO2>MgO;最优组合为:碱度1.30,MgO含量6%,Al2O3含量11%,TiO2含量6%。e.不同偏好系数及不同主观权重α下,探索得出炉渣成分对正交实验渣系综合黏流特性主次相同:R2>Al2O3>MgO>TiO2;分析得出黏流特性较好的炉渣成分结构变化不大,基本一致:碱度1.25,MgO含量12%,A1203含量11%,TiO2含量10%,该适宜渣系黏度较小,流动性较好,热稳定性和化学稳定性较好。（3）在正交优化渣系的基础上,降低镁铝比。最终工厂采用的优化渣系成分组合为,二元碱度为1.30,MgO含量7.2%,Al2O3含量12%,TiO2含量10%。（4）本文使用关于钒钛磁铁矿高炉渣系所有单因素黏度实验数据、正交实验数据,结合Weymann-Frenkel方程以及修正光学碱度Λcorr概念,建立了适合该企业钒钛磁铁矿高炉渣系的黏度预测模型。其中T的范围为1673K～1773K,整体模型黏度预测误差:Δ=12.73%,其使用的成分范围:二元碱度R2 1.00～1.30,MgO 6.00%～14.00%,Al2O3 10.00%～18.00%,TiO2 5.00%～12.00%
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