2025【焦炭还原转炉渣影响因素试验研究】9500字（论文）.docx

攀枝花学院本科毕业设计(论文)摘要

I

焦炭还原转炉渣影响因素试验研究

目录

TOC\o1-3\h\z\u摘要 2

1文献综述 5

1.1转炉渣气化脱磷的研究状况 5

1.1.1转炉渣的现状 5

1.2转炉渣的成分及磷的赋存形式 9

1.2.1转炉渣的来源及成分组成 9

1.2.2磷在转炉渣中赋存形式 11

1.3焦炭还原转炉渣气化脱磷机理 12

1.3.1含磷转炉渣来源、组成 12

1.3.2气化脱磷的反应机理 12

1.4研究内容与目的 14

1.4.1研究目的 14

1.4.2研究内容 14

2试验条件准备及实验方案 15

2.1实验条件准备 15

2.2.1实验原材料准备 15

2.2.2实验装置及实验方法 15

3焦炭还原转炉渣影响因素试验研究 17

3.1温度的影响 17

3.1.1温度对P2O5还原速率的影响 17

3.2碱度对气化脱磷率的影响 19

3.3FeO含量对气化脱磷的影响 20

3.4氮气流量对气化脱磷率的影响 21

4结论 23

参考文献 24

1文献综述

1.1转炉渣气化脱磷的研究状况

1.1.1转炉渣的现状

中国作为世界上的钢铁大国，每年排放大批转炉炉渣。炼钢过程中除主要产物外附带的产物是转炉渣，是冶金生产进程中的固态废弃物之一，由于技术条件还不完善，其利用率仅为20%，利用率过低造成目前的累积堆存量近亿吨，而且每一年仍以数百万吨的排渣量递增[1]，由于转炉渣中硫、磷的循环富集，其资源化利用进一步被限制了。大量的钢渣[2]每年都需要大面积土地堆放，给水体、土壤和大气等都面临严重污染，甚至人们的健康将遭受威胁。为了实现人类的可持续发展，大洋彼岸某些发达国家[3]为了了解清楚转炉渣背后的利用价值，投入大量工作进行研究，注重钢渣物质资源效能的充分利用，探寻各种途径，取得了良好的效果。表1.1为主要钢产国家钢渣的应用情况[4]。

表1.1主要钢产国家钢渣的应用情况

国名

应用情况

利用率

美国

配用烧结和高炉等循环利用1100万t(57％)，修路694万t(36％)，其他76万t

98％

德国

配用烧结和高炉等循环利用170万t（25％），修路157万t（23％），农肥135万t(19％)，建材80万t(12％)

79％

日本

配用烧结和高炉等循环利用291万t（19％），修路139万t（9％），水泥原料94万t(6％)，农肥33万t(3％)

37％

原苏联

配用烧结和高炉等循环利用120万t（6％），修路848万t（35％）

41％

中国

配用烧结和高炉等循环利用9％，修路，建材和农肥等再利用约占2％

11％

由上表可见，我国钢渣利用尚存不足，为实现钢渣高效率的利用，研究人员对钢渣的综合利用方面进行了大量研究和报道，并开发了多种利用方式，最径直且实惠的方法是直接返回转炉中进行下一炉次的冶炼造渣。由于一些FeO和余热存在于转炉终渣中，返回至下一炉次进行造渣冶炼，既可以提高金属获得率，又能够为转炉冶炼供给一部分热源，提高高炉冶炼过程中增温剂的使用量，废钢使用量，从而减少环保压力，冶炼成本降低，提高企业的综合实力[5]。

对于转炉渣如何有效脱磷，国内外学者进行了大量的研究。结果表明，炉渣中磷能够通过气化方式去除。因此，只要转炉炉渣中的磷元素能被有效去除，转炉的炉渣就能达到在钢厂实现再利用的目的，最终达到钢渣的零排放。

1.日本学者宫下方雄[6]在其研发炼钢熔融矿渣的为解决问题所使用的途径包含，转炉终渣里加入氟石、碳素材料等，接着连续吹入氧气5分钟，经检验实验数据后分析出转炉渣中90%FeO，10%MnO、90%P2O5被还原，易知脱磷率为40%。

2.在李光强等[7]研究转炉渣循环利用的过程中，在2073k高频感应炉上进行了碳热还原实验。结果表明，保温0.5h后，渣中脱磷率为95.5%，期间有32.8%进入气相，渣中磷的仅存4.5%。为了了解转炉炉渣高温下的还原动力学，选取1800℃的温度条件下，实行了5组10g炉渣和2当量碳还原实验。反应时间分别为10、15、20、25和30min。将冷却后金属从反应产物中剥离称重。取到了炉渣中时间和还原金属的质量关系，其成果如图1-1所示。

图1-11800℃从渣中还原出的金属质量与反应时间的关系

由图可知，随着时间的推移，铁和锰的氧化物不断减少，磷的氧化物也减少。同时，还原态的铁、锰、磷和碳形成合金。

3.薛月凯等[8]采用焦粉对还原剂在溅渣护炉过程进行了气化脱磷，得到了25.0