废弃硼泥作无氟炼钢渣助熔剂的化渣机理及对渣冶金性能影响规律与机理研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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废弃硼泥作无氟炼钢渣助熔剂的化渣机理及对渣冶金性能影响规律与机理研究

项目名称：废弃硼泥作无氟炼钢渣助熔剂的化渣机理及对渣冶金性能影响规律与机理研究
项目类别：面上项目
批准号：51174099
申请代码：E042004
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2012-01-01-2015-12-31

项目负责人：王宏明
依托单位：江苏大学
批准年度：2011

中文摘要：

为实现废弃硼泥资源再利用，消除硼泥污染及解决炼钢造渣存在的成渣速度慢、冶炼效率低、萤石作助熔剂造成氟污染等问题，研究在炼钢造渣中以硼泥替代萤石作助熔剂对成渣机理、造渣过程及炉渣冶金物理化学性能的影响规律和机理。用旋转柱体熔损法研究硼泥对渣中石灰及硅酸二钙熔解过程的影响，分析石灰熔解的热力学和动力学，利用渣相分析等方法研究含硼泥无氟渣的渣相结构和成渣机理，研究硼泥取代萤石对渣的熔点、粘度、表面张力等与冶炼密切相关的冶金性能影响规律，通过渣－金反应的平衡实验和工艺性实验，研究含硼无氟渣的脱硫、磷、氧等冶金能力和效率。从熔渣微结构理论研究入手，分析硼泥对渣冶金物理化学性能影响的内在机理和规律，优化含硼泥无氟渣组成，为硼泥取代萤石作助熔剂实现无氟造渣作必要的基础研究。若该项研究取得理想效果，则对废弃硼泥资源再利用、消除工业污染、降低炼钢成本及提高冶炼效率，最终实现高效低成本绿色冶金具有重要意义。

中文主题词：废弃硼泥；再资源化；炼钢造渣；化渣机理；氟污染

英文摘要：

Waste boron mud；Recycling；Slagging；Mechanism of flux；Fluoride pollution

英文主题词： Waste boron mud；Recycling；Slagging；Mechanism of flux；Fluoride pollution

结论摘要：

为实现废弃硼泥资源再利用，消除硼泥污染及解决冶金造渣存在的成渣速度慢、冶炼效率低、萤石作助熔剂造成氟污染等问题，较系统地研究了在冶金渣料中以硼泥替代萤石作助熔剂对成渣机理、造渣过程及炉渣冶金物理化学性能的影响规律和机理。首先通过旋转柱体熔损实验研究硼泥对无氟炼钢渣中石灰溶解速度的影响规律,理论上分析了石灰溶解的热力学和动力学，进而通过半球点法和DSC分析硼泥取代萤石对渣熔化温度及成渣过程热效应的影响，以及用熔体物性仪研究了渣粘度、密度、表面张力等与冶炼密切相关的冶金性能影响规律，实验结果证实了硼泥替代萤石造渣是可以满足冶金渣物理性能的；通过DSC、XRD、拉曼光谱及矿相显微分析弄清了硼泥化渣的机理在于低熔点矿相的生成以及非桥氧数量的增加等；通过炼钢温度下的渣-钢反应实验，研究了硼泥替代萤石造渣对钢中硫、磷、氧及夹杂物的影响，结果表明硼泥造渣对钢液质量不会产生不良影响，由于硼泥偏碱性，对渣脱硫、脱磷能力有所提高，不仅不会向钢中引入新的夹杂，而且具有去除硫化夹杂的作用。以上研究证实了硼泥替代萤石用于冶金造渣的可行性，关于硼泥化渣规律及对渣矿相渣相组成的影响机理具有一定的科学意义和实际应用价值。在以上实验及理论分析的基础上，优化了含硼泥渣的组成，研究开发了以硼泥为辅料或基料的多种冶金造渣材料，申请了多项国家发明专利并获得授权，已有部分成果实现了成果转化，产生了显著经济效益。本项目的研究任务全部完成，研究结果对实现废弃硼泥资源再利用、降低炼钢成本、减少污染及提高冶炼效率，最终实现高效低成本绿色冶金具有重要意义。

成果综合统计