电渣重熔过程炉渣成分变化及其影响的基础研究

在电渣重熔过程中，炉渣的成分直接决定了其物理化学性能和冶金性能，进而影响产品质量和冶金过程技术经济指标。不断寻求工艺优化，是电渣冶金研究的主要方向。电渣冶金过程中，炉渣成分处于不断的变化之中，初始炉渣成分和终点渣池炉渣成分存在明显差异，而对这种变化的机制及规律、其对渣性能及冶金过程的影响尚缺乏系统研究，直接影响到电渣冶金产品质量控制和工艺优化。本申请针对这一问题，以实际电渣冶金生产中的渣池成分变化范围为参考，通过炉渣性能实验室检测、生产过程系统测定与分析，研究渣系在电渣重熔过程中成分的变化、对应的物理化学性能变化及其影响，揭示其中的机制和变化规律，为电渣冶金工艺过程控制和优化提供依据。该研究对提升电渣冶金技术水平具有重要的理论和应用价值。通过研究，发表论文13-15篇，申报发明专利1项。

电渣冶金过程中，炉渣成分处于不断的变化之中，初始炉渣成分和终点渣池炉渣成分存在明显差异，而对这种变化的机制及规律、其对渣性能及冶金过程的影响尚缺乏系统研究，直接影响到电渣冶金产品质量控制和工艺优化。.本申请针对这一问题，以实际电渣冶金生产中的渣池成分变化范围为参考，通过炉渣性能实验室检测、电渣重熔生产过程炉渣试样的采集和系统测定与分析，研究渣系在电渣重熔过程中成分的变化、对应的物理化学性能变化及其影响，揭示其中的机制和变化规律，为电渣冶金工艺过程控制和优化提供依据。.通过课题组研究，完成了各相关内容，得到主要研究结果如下：.（1）中高氟渣仍然是电渣重熔的主要渣系，高中氟渣在电渣重熔过程存在明显的成分变化。（2）选用五元渣系（通过成分变化范围选择可涵盖ANF-6二元渣系及三元渣系）为典型炉渣，结合炉渣在冶金过程的成分变化范围，对电渣重熔过程中炉渣成分变化对熔点、熔速、粘度、密度、表面张力、电导率、物相等的影响进行了研究，得出电渣重熔炉渣熔点和熔速与各成分之间的回归方程，分析了炉渣成分变化对电渣重熔炉渣的粘度、密度、表面张力、电导率等物化性能的影响。（3）对高、中氟含量进行了热重及差热分析，建立二次回归正交设计模型，得出了熔渣的失重率、结晶温度与炉渣主要组元含量之间的关系；对失重机制进行了分析，得到氟化物挥发反应表观活化能的回归方程和氟化物挥发反应表观指前因子的回归方程。（4）选择代表性的二元系、三元系、四元系渣系，在生产企业进行了系统的渣样（渣皮和渣头）采集和分析检测，分析了冶炼过程不同阶段渣头、渣皮的成分变化规律以及渣皮形成机理。探讨了冶炼进程中渣皮选分结晶对渣池成分的影响和对相关冶炼工艺参数的影响。（5）对冶炼过程粉尘等进行了收集与检测，根据粉尘的形貌，进行了挥发物凝结、渣料的气体携带甄别。（6）通过理论分析和测定，建立了电渣重熔过程渣料平衡关系；（6）进行了考虑炉渣成分变化的电渣重熔过程数值模拟，对炉渣成分变化对重熔过程的影响进行了研究。（7）在对炉渣挥发机制研究的基础上，提出了利用失重检测结果和挥发机制模型，修正测定前配制的炉渣成分，得到炉渣性能检测时的炉渣实际成分并与得到的性能参数对应。本方法适用于含挥发组元的炉渣熔点、密度、粘度、导电性、导热性、表面张力等的测定。.已发表论文16篇；申报国家发明专利2项；硕士学位论文7篇（其中标注为本课题的5篇）。