承钢高炉炉缸沉积物矿相的研究

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1、第3O卷第4期河北理工大学学报(自然科学版)Vo1．30No．42008年11月JournalofHebeiPolytechnicUniversity(NaturalScienceEdition)Nov．2008文章编号：1674-0262(2008)04-0011．05承钢高炉炉缸沉积物矿相的研究张振峰，一，陈红建，吕庆(1．东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳l10004；2．河北理工大学冶金与能源学院，河北唐山063009；3．承德新新钒钛股份有限公司炼铁厂，河北承德o67o02)关键词：高炉；钒钛磁

2、铁矿；沉积物；形成机理摘要：针对承钢高炉在冶炼炼钒钛矿过程中炉缸中生成大量沉积物，影响高炉顺行这一情况，对承钢高炉沉积物进行了矿物组成和矿相分析，结合承钢生产具体情况，提出减少承铜高炉炉缸沉积物的措施。中图分类号：TF534．1文献标志码：A0引言对于冶炼普通铁矿石的高炉，添加一定数量钒钛磁铁矿产生炉缸沉积物护炉，以达到延长高炉寿命的作用J。承钢高炉炉渣为中钛型炉渣，炉渣中的TiO含量在13．42％左右。近年来，承钢个别高炉出现了不同程度的炉缸粘结现象，甚至出现炉缸中渣、铁不分、炉渣流动性极差等事故。2

3、005年承钢6#高炉大修时发现，高炉炉缸内存在大量沉积物，炉缸耐火材料基本被完全侵蚀掉，炉缸基本靠沉积物维持工作，严重影响了高炉正常生产。因此，对承钢高炉炉缸沉积物进行分析，研究沉积物的矿物组成及形成规律，提出降低沉积物对高炉冶炼影响的措施是非常必要的。1沉积物的矿相组成高炉炉缸沉积物呈黑色，其中包裹着带有金属光泽的铁。沉积物坚硬，很难用铁锤破裂。分别在沉积物不同部位取样进行物相鉴定，其物相组成如表1所示。为进一步了解沉积物的化学成分，对沉积物中主要矿物进行电子探针微区分析，分析结果如表2所示。表1沉积

4、物的矿物组成及体积百分含量(％)由表1、2可知，承钢高炉炉缸沉积物的矿物组成复杂，主要由巴依石，黄长石、金属铁、TiC、沉积碳、Ti(N，C)、Ti(C，N)、玻璃质、尖晶石等组成。样品1、2为沉积物上层，含有较多的高熔点镁铝尖晶石。样品3为沉积物下层，含大量金属铁、铝酸盐相、含钛化合物和沉积碳。TiC的熔点为3150~C，Ti(N，c)、Ti(C，N)熔收稿日期：2008．-01-1012河北理工大学学报(自然科学版)第30卷点在3000~C1~．／2z，尖晶石为镁铝尖晶石，熔点为2135％，金红石的

5、熔点为l830~3000％，因此。沉积物中含有大量的高熔点物质。表2沉积物中主要矿物的电子探针分析结果化学成分／％矿物名称MgoAI2O3SiO2CaOTiO2MnOFeOK20Fe尖晶石26．227O．770．31—2．520．270．19一一一绿色尖晶石26．4864．570．280．174．120．972．55一一一红色X状、针巴依石19．7619．6824．3416．5718．81—0．11一一状，墨水蓝色、浅褐色柱状，褐巴依石15．8525．92l7．3214．5525．970．21—0．03

6、一黄一暗绿色铝酸二钙柱状，深蓝、与金红石1．5381．840．998．467．35—0．440．01褐紫色的合成物金属铁一98．920．77浅灰色初熔体由图1～图6可知，金属铁多呈圆粒状均匀分布于沉积物中，局部结晶粒度较大，呈他形晶集中分布，粒度一般为0．02～0．75mm。金属铁上分布有圆粒状、条状或他形晶金属铁初熔体。金属铁初熔体在透射光下不透明，反射光下为浅灰色，均质性，反射率较金属铁低，其TiC含量较高(图1)。Ti(C，N)多呈他形粒状分布于TiC中；Ti(N，C)多呈他形粒状或圆粒状分布于尖

7、晶石中或金属铁周围(图2)。TiC多呈他形粒状，部分分布于尖晶石或金属铁中，部分分布于金属铁周围，粒度一般为0．01—0．2mm(图1)。l—TiC；2一金属铁初熔体1-Ti(N，C)；2一金属铁图1沉积物中的金属铁的形貌图2分布于尖晶石中的Ti(N，C)形貌巴依石结晶细小，多呈小斑晶形式分布于黄长石或玻璃相组成的基底中，主要为小板柱状、燕尾状，结晶粒度一般为0．002×0．005mm一0．01X0．09mm(图3)。黄长石多呈钉齿状或编织状构成沉积物的基底相，分布不均匀，部分集中分布。玻璃质分布不均匀

8、，巴依石、钛辉石嵌布其中形成斑状结构。铝酸二钙和金红石的合成物多呈柱状，结晶完好，粒度一般为0．04x0．1mm—O．14x0．7n'lnl，分布不均匀，主要以斑晶形式分布于沉积物中，部分斑晶中集中分布有金属铁(图4)。第4期张振峰，等：承钢高炉炉缸沉积物矿相的研究131一巴依石或钛辉石；2一金属铁1—铝酸二钙和金红石的合成物；2—金属铁图3沉积物中巴依石或钛辉石的形貌图4沉积物中铝酸二钙与金红石的合成物的形貌尖晶石主要呈自形—半自形一他形