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炉渣冶金性能测试实验报告院系: 冶金与资源学院班级：冶105指导老师：组长：组员：实验地点: 安徽工业大学炉渣冶金性能测试文献综述1目前连铸保护渣的状况1. 1国外状况鉴于连铸保护渣技术在现代连铸技术中的重要地位, 工业发达国家将连铸保护渣技术列入高科技范畴, 各研究所、高等院校和企业都投入大量人力、物力进行开发研究。
欧洲煤钢联在20 世纪80 年代末、90 年代初投入大量资金对保护渣原材料、基本组成及特性、在连铸过程中的行为作用和连铸保护渣工业化生产等17 个项目进行了系统研究, 取得了很好效果, 促进了连铸技术的发展;美国材料协会从1996 年开始研究和建立连铸保护渣生产和使用技术标准, 大大促进了保护渣技术的发展; 日本和韩国除了进行大量保护渣基础理论研究外, 还不断开发连铸保护渣生产的在线检测和控制技术。
这些研究和开发一方面形成了连铸保护渣的产业( 如英国Foseco、德国Metal-lurgica 和Stollberg、韩国Stollburg、日本板田和品川等一批生产工艺先进、开发能力较强的连铸保护渣专业化生产厂) , 另一方面大大促进了保护渣理论的深化和提高。
总之, 国外主要进行了三方面的工作:( 1) 进行保护渣基础理论研究, 其目的是开发出适合各种连铸品种和工艺要求的保护渣;( 2) 采用了计算机模拟技术及专家系统, 进行结晶器内保护渣熔化特性模拟及保护渣成分设计;( 3) 建造先进的保护渣生产厂, 生产性能稳定和高质量的保护渣, 并使之商品化, 我国各钢厂进口的保护渣多数从这些厂购进。
目前工业发达国家已经做到连铸保护渣系列化、商品化。
1. 2国内状况我国连铸保护渣自1972 年开始研制, 至今已有30多年的历史, 已经具有研究开发保护渣的能力, 并建成了一批保护渣生产厂。
除了个别品种的保护渣需从国外进口外, 国产保护渣基本上能满足目前国内连铸生产的需要, 而且在保护渣基础理论研究方面有所创新。
炉渣分析报告1. 引言本报告旨在对炉渣进行分析，并提供相应的数据和结论。
炉渣是在冶金、炼钢等工艺中产生的副产物，其组成和性质对于工艺的稳定性和产品质量具有重要影响。
通过对炉渣进行详细分析，可以确定其成分、熔点、流动性等关键指标，为企业优化工艺提供数据支持。
2. 实验方法本次实验采用以下方法对炉渣进行分析：2.1 炉渣样品制备从生产中获得炉渣样品后，将样品进行破碎和研磨，使其达到一定的粒度要求。
然后，按照一定比例和要求，将样品与辅助试剂混合均匀。
2.2 炉渣成分分析利用化学分析方法测定炉渣的主要化学成分，常见的有氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化镁等成分的测定。
2.3 炉渣熔点测定使用炉渣熔点仪，将制备好的炉渣样品加热到一定温度，观察炉渣的熔化情况，确定其熔点。
2.4 炉渣流动性测定采用炉渣流动性试验装置，通过对炉渣样品施加特定力度的机械挤压，测定炉渣在不同温度下的流动性能，包括流动度和流动温度。
3. 实验结果根据上述实验方法，我们得到了以下实验结果：3.1 炉渣成分分析通过化学分析，得到炉渣样品的主要成分如下：•氧化钙 (CaO)：50%•氧化硅 (SiO2)：30%•氧化铝 (Al2O3)：10%•氧化镁 (MgO)：5%•其他组分：5%3.2 炉渣熔点测定炉渣样品加热到1500°C时开始熔化，完全熔化温度为1650°C。
3.3 炉渣流动性测定在900°C下施加1MPa的挤压力，炉渣样品的流动度为2 cm/s；在1000°C下施加2MPa的挤压力，炉渣样品的流动度为5 cm/s。
流动温度为1100°C。
4. 结论根据以上实验结果分析，可以得出以下结论：1.炉渣样品的主要成分为氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化镁，其中氧化钙含量最高。
2.炉渣样品的熔点较高，完全熔化温度为1650°C，可能需要较高的温度进行处理。
3.炉渣样品的流动性较好，在适当的温度和压力条件下，能够实现较好的流动性。
LF工艺操作LF 是一种拥有电弧加热装置的炉外精炼方法，于1971年由日本特殊钢公司提出，它也被叫做钢包加热炉。
LF主体是一个带有底吹氩的钢包，来自转炉或电炉的钢液(无渣)注入到该钢包内，然后钢包被吊车吊运到钢包车上，运往LF处理工位。
在水冷炉盖下方提供三相电极，盖上水冷炉盖，加入高碱度的复合渣，然后通电，那么常压下即可达到埋弧加热的效果。
由于LF处理方法提供电弧加热、复合渣精炼，吹氩搅拌和合金微调等功能，因此LF精炼可达到以下冶金目的：1）通过还原气氛中高碱度复合渣的精炼，LF有很高的脱硫和脱氧能力，钢液中硫含量和溶解氧可降低到20PPm以下，此外夹杂物也可有效的去除。
2) 钢液电弧加热调整钢液温度，加速复合渣熔化；3) 底吹氩方式达到钢液成分和温度的混匀；4) 依靠自动加料系统对钢液进行成分微调。
加热过程转炉出钢1) 钢包条件钢包应当干净，不附带任何残余炉渣；此外，换包周期不能多于4小时，否则钢包必须烘烤加热到1000-1200℃。
钢包内残余钢液或炉渣会引起钢包温降，失去的热量需LF处理补偿，这些因素在LF电脑模型中都需要考虑进去。
2) 挡渣转炉出钢需要进行挡渣，众所周知转炉顶吹终点，钢液中存在一定含量的溶解氧，它与渣中氧保持平衡。
渣中FeO 和 P2O5含量很高。
当还原剂加入钢包钢液中溶解氧含量降低，钢渣间的氧平衡被打破，渣中 FeO 含量减小。
因为炉渣的氧化性降低，发生回磷现象。
因此为了阻止钢液回磷和保证稳定的LF加热过程，转炉出钢要求挡渣。
3)合金和造渣剂的添加为保证钢液成分，出钢过程中需加入合金和还原剂。
LF加热过程钢包精炼工艺包括几个过程，彼此间相互关联。
对于不同钢种，加热操作不尽相同，且处理过程参数均有相关的标准计算模型。
步骤A：搅拌当钢包抵达LF处理位，接通自动快换接头向钢包提供氩气，根据钢种选择不同的吹氩模式。
a) 吹氩量： 150~300Nl/min步骤B：混匀依据钢种提供不同的混匀方法a) 吹氩量： 300~600Nl/minb) 还原剂：硅铁，铝丸不同混匀模式中，还原剂用量是一定的 (~TS).这个步骤分为两个加热阶段，第一阶段持续1分钟，加热速度越慢越好，温度上升大约3℃/mi n，这是起弧阶段。
M etallurgical smelting冶金冶炼铜冶金炉渣中综合回收有价金属的探究文燕儒摘要：在铜冶金过程中，会产生大量含有有价金属的炉渣，如果不回收这些炉渣中的有价金属，将形成资源的巨大浪费，这与资源高效利用的要求不符。
基于这种情况，本文对铜冶金炉渣中有价金属的综合回收进行了研究分析，明确了综合回收有价金属的重要性，并介绍了现有的处理技术方法，为后续的铜冶金炉渣资源的二次利用提供了参考。
关键词：铜冶金炉渣；综合回收；有价金属铜矿资源在社会经济发展中扮演着重要角色。
从青铜时代到信息时代，铜矿资源与人类社会的发展密切相关。
凭借其独特的物理化学性质，铜矿资源广泛应用于各个领域，并成为社会经济发展所必需的金属资源。
一般情况下，铜矿主要以化合物的形式存在，尤其是以硫化矿为主。
目前，全球使用的铜矿资源有超过80%来自于铜的硫化矿冶炼。
由于硫化矿含铜品位仅约为1.5%，其开采后需要经过选矿才能进行后续处理。
我国铜矿开采利用行业整体上资源品质较低，矿山规模相对较小，开采数量难以满足冶金行业的需求，更多的铜矿产品需要依赖进口。
鉴于这种情况，我国应合理调整铜矿资源的开发方式，加快对铜冶金炉渣的有效利用研究进展，逐步找出科学合理的综合利用技术，使有限的铜矿资源能够产生更多具有价值的应用产品，逐步满足市场经济发展的需求。
同时也要认识到铜冶金炉渣资源的重要性，科学制定综合回收有价金属的方法，不断提升铜矿资源的利用效率，进一步提高铜矿开采行业的经济效益，推动我国铜冶金行业健康发展。
1 铜冶金炉渣概述铜冶金炉渣是火法炼铜的熔炼及吹炼过程中产生的副产物。
铜渣的成分因冶炼制度、入炉原料的不同而异，一般炉渣中的铜含量在0.5%～3.0%之间。
铜渣的主要成分为铁、硅的化合物，还包括氧化镁、氧化铝等物质。
数据表明，我国每年外排铜渣约800万吨，其中电炉渣产量约为转炉渣的4倍。
我国的铜资源相当匮乏，对于品位较低的铜矿（0.4%～0.5%）进行开采利用成本较高。
实验一冶金炉渣性能研究保护渣的作用在浇注过程中，要向结晶器钢水面上不断添加粉末状或颗粒状的渣料，称为保护渣。
保护渣的作用有以下几方面：(1)绝热保温防止散热；(2)隔开空气，防止空气中的氧进入钢水发生二次氧化，影响钢的质量；(3)吸收溶解从钢水中上浮到钢渣界面的夹杂物，净化钢液；(4)在结晶器壁与凝固壳之间有一层渣膜起润滑作用，减少拉坯阻力，防止凝壳与铜板的粘结；(5)充填坯壳与结晶器之间的气隙，改善结晶器传热。
一种好的保护渣，应能全面发挥上述五个方面作用，以达到提高铸坯表面质量，保证连铸顺行的目的。
保护渣的种类根据设计的保护渣组成，再选用合适的原料经过破碎、球磨、混合等制作工序就制成了保护渣。
有四种类型。
(1)粉状保护渣：是多种粉状物料的机械混合物。
在长途动输过程中，由于受到长时间的震动，使不同比重的物料偏析，渣料均匀状态受到破坏，影响使用效果的稳定性。
同时，向结晶器添加渣粉时，粉尘飞扬，污染了环境。
(2)颗粒保护渣：为了克服污染环境的缺点，在粉状渣中配加适量的粘结剂，做成似小米粒的颗粒保护渣。
制作工艺复杂，成本有所增加。
(3)预熔型保护渣：将各造渣料混匀后放入预熔炉熔化成一体，冷却后破碎磨细，并添加适当熔速调节剂，就得到预熔性粉状保护渣。
预熔保护渣还可进一步加工成颗粒保护渣。
预熔保护渣制作工艺复杂，成本较高。
但优点是提高保护渣成渣的均匀性。
(4)发热型保护渣：在渣粉中加入发热剂(如铝粉)，使其氧化放出热量，很快形成液渣层。
但这种渣成渣速度不易控制，成本较高，故应用较少。
连铸结晶器保护渣的原来按构成材料的功能可分为，基料（包括天然的和人工合成的——烧结型、预熔型，其中有水泥熟料、硅灰石、石英、玻璃粉等）、溶剂（主要有纯碱、冰晶石、莹石及含氟化合物等），溶速控制剂——碳质材料（炭黑、石墨和焦炭等）。
连铸结晶器保护渣的品种繁多：（1）、按基料的化学成分可分为：Sio2——CaO——AL2O3、sio2——AL2O3——caF2、SIO2——AL2O3——na2o，其中sio2——cao——al2o3最为普遍。
在此基础上加入少量添加剂（碱金属或碱土金属氟化物、氟化物、硼化物等）和控制溶速的炭质材料（炭黑、石墨和焦炭等）。
（2）、按形状可分为：粉状连铸结晶器保护渣（机械混合成形）、颗粒连铸结晶器保护渣实心颗粒渣，圆盘造粒法成型的是球型实心颗粒连铸结晶器保护渣）、中空球形颗粒连铸结晶器保护渣（采用喷雾造粒法成型）。
（3）、按使用的原材料可分为原始材料混合型、半预溶型和预溶型。
预溶连铸结晶器保护渣还可进一步制造成预溶颗粒保护渣。
（4）、按铸坯断面分：方坯（细分成：小方坯、大方坯、不锈钢方坯连铸结晶器保护渣）；矩形坯；板坯（细分成：低碳钢板坯、中碳钢板坯、高碳钢板坯、超低碳钢板坯、09cu钢板坯、大板坯高拉速、宽版坯连铸结晶器保护渣）；薄板坯；圆坯；异形（H形）坯连铸结晶器保护渣、发热型开浇渣等；（5）、按拉坯速度分：中低拉速、高拉速连铸结晶器保护渣；（6）、按钢种分：低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金钢、合金钢连铸结晶器保护渣。
钢种与保护渣的关系连铸保护渣技术，作为连铸生产的关键技术之一，对连铸生产的顺行和铸坯质量有着至关重要的影响，尤其是铸坯表面缺陷，基本上都是在结晶器内形成的，与保护渣有直接关系。
一、不同钢种对保护渣性能设计要求不同成分的钢种.其钢水特性及其凝固特点有别，从而决定了对保护渣性能方面的要求。
1、低碳钢首先钢中w(C)＜0.08%或0.06%。
这类钢高温机械性能好，凝固过程中不存在严重的相变体积变化，内应力及裂纹敏感性小，故通常以较高拉坯速度进行生产，以提高生产率。
基于低碳钢本身的凝固特点和质量要求，设计时主要考虑渣的润滑及消耗。
较高拉速要求尽量增大结晶器热流，加速钢水凝固，防止粘结漏钢，这要求保护渣结晶温度低、凝固温度适中，以确保低碳钢结晶器保护渣在950℃以上处于非晶体状态，使发生粘结漏钢的可能性最小。
在高速浇注时，为使足够的液态保护渣能流入铸流和结晶器内表面之间的区域，确保良好的润滑和足够的消耗，通常保护渣粘度选择较低的范围。
另外，此类钢种初生铁素体坯壳中[P]、[S]偏析小，初生坯壳强度高，铸坯振痕较深，故应使用保温性能较好的保护渣，提高弯月面初生坯壳温度，有利于减轻振痕过深带来的危去。
因此，连铸低碳钢满足以上各要求，就要通过设计具有一定的传热性能、良好的保温性能、良好的非金属吸收、良好的润滑和性能稳定的保护渣来获得。
2、中碳钢中碳钢钢水凝固过程中发生己δ→γ相变，体积强烈收缩，此钢种裂纹敏感性大，容易产生表面裂纹，特别是高拉速时。
避免纵横向裂纹是首要考虑的问题，为此，中碳钢用保护渣设计的重点应放在控制从铸坯传往结晶器的热流上，限制结晶器热通量，希望保护渣具有较大热阻。
因此，应选用凝固温度高、结晶温度也高的保护渣，利用结晶质膜中的“气隙”，使保护渣传热速度减缓，有助于减小铸坯在冷却过程中产生的热应力。
3、高碳钢此钢种的特点是热强度差；浇铸温度和浇铸速度较低；同时容易产生粘结漏钢。
高碳钢容易粘结，这与初始生成的坯壳凝固收缩小有关。
故高碳钢保护渣设计的重点应放在保证润滑上。
为此，设计该保护渣的粘度和凝固温度要低些，渣膜玻璃化倾向要大些，以保证良好的润滑性能，但也要考虑高硫钢热强度差的特点，适当调节保护渣的热阻。
另外，由于高碳钢液相线温度低，浇铸温度较其它钢种要低，保护渣性能设计也要考虑此温度的影响，为了防止钢水冻结，高碳钢要使用隔热性能好的保护渣，体积密度要低，碳的加入量可稍高些甚至可达20%左右。
4、特殊钢特殊钢钢水成分相差较大，这种类型的保护渣配方较为复杂，往往根据钢的用途及易出现缺陷的状况而特殊配制，例如不锈钢，硅钢及含Nb、V、Ti及稀上的钢种等。
二、连铸工艺参数对保护渣性能设计要求1、拉速连铸机的拉坯速度是连铸生产的重要工艺参数之一。
随着拉速提高，保护渣耗量减少。
保护渣的消耗量是液渣渗入铸坯与结晶器之间空隙的平均量的1个量度，因此成为1个重要的过程控制参数，其值一般要求在0.3kg/m2以上。
拉坯速度提高则保护渣消耗降低，而保护渣的消耗量不足将导致铸坯的润滑和传热状况不良，为此设计高速连铸用保护渣时应提高其熔化速度、降低其粘度及凝固温度，以改善液渣的流入特性，满足液渣消耗的要求。
同时，为了提高熔化速度，应当减少堆积密度，减少碳含量和增加碳酸盐含量以及选择合理原料及其物性。
拉速提高，传往结晶器的热流增大。
这是由于拉速提高，钢水在结晶器中停留时间缩短，坯壳温度增高，凝固坯壳厚度减薄，同样的钢水静压力更容易使坯壳与结晶器壁接触，这样有利于传热，使热流密度随拉速的提高而增大。
因此，对于高速连铸保护渣，应适当降低凝固温度及结晶温度，减小渣膜厚度，保证结晶器传热良好，但也应考虑到各钢种的临界热流值。
2、铸坯断面形状方坯与板坯的不同首先在于结晶器内腔的表面积与体积之比即比表面不同。
板坯220mm×1500mm，从2、3代表薄板坯100mm×1000mm、50mm×1300mm，小方坯160mm×160mm、130mm×130mm，且板坯及小方坯的拉速均为1.5m/min左右的情况总结如下，铸坯的比表面增加时，保护渣耗量(kg/m2)急剧减少，且板坯的比表面小于方坯。
由于板坯比表面小，保护渣消耗快，进而要求较快的熔化速度，因此适于板坯的保护渣熔化速度快于方坯保护渣。
另外，方坯对所用保护渣的粘度不是很敏感，故常使用高粘度渣以减少夹渣和浸入式水口的侵蚀，这是由于方坯的比表面大，要求的渣消耗量(kg/m2)较少，连铸过程中较容易满足要求。
其次，由于板坯连铸时在宽度方向上液面波动较大，因此要求保护渣熔速较快，以形成足够的液渣层厚度，覆盖整体的钢液表面。
另外，板坯连铸机多用来生产低、中碳钢，而方坯除浇铸中碳钢外，还生产众多的高碳钢。
保护渣的生产研究现状生产工艺如下：1、烧结型或预溶型基料生产工艺原料矿石破碎——原料制粉——配料——造块——干燥——烧结或熔炼——冷却——制粉、待用2、实心颗粒保护渣生产工艺原料准备——配料——搅拌混合——干式球磨——加水搅拌——圆盘/挤压造粒——烘烤筛分、包装3、空心颗粒保护渣生产工艺原料准备——配料——搅拌合——水磨制浆——喷雾造粒——筛分——冷却、包装——检测、待用五、保护渣对连铸坯质量的影响保护渣是加入到结晶器钢水面上，保护渣的好坏主要是影响铸坯的表面质量：(1)铸坯表面纵裂纹：纵裂纹是来源于结晶器弯月面区初生坯壳厚度的不均匀性。
钢水面上液渣不能均匀流入分布到铸坯四周，导致凝固壳厚薄不均，在坯壳较薄之处容易产生应力集中，当应力超过凝壳的高温强度时就产生了裂纹。
研究指出，结晶器钢液面上的液渣层保持5～15㎜，可以显著减少板坯表面纵裂纹。
纵裂还与渣子粘度(η)、熔化速度(tf)和拉速(V)有关。
有人指出：η/tf比值愈大，纵裂指数愈小。
如渣子温度1300℃，η/tf=1,纵裂指数为6，η/tf=2，纵裂指数为0。
有人认为：对连铸板坯η•V控制在2～3.5。
方坯η•V控制在5，可使渣膜均匀，传热稳定，润滑良好，可显著减少裂纹。
(2)夹渣：铸坯夹渣可分为表面夹渣和皮下夹渣。
夹渣尺寸大小不等。
由几毫米到十几毫米，夹渣在表面深浅也不一样。
夹渣严重危害产品表面质量，因此在热加工之前必须予以清除。
结晶器坯壳卷入渣子，是夹渣的重要来源。
如坯壳表面形成了渣斑，此处导热性差、凝壳薄，形成了一个高温“热点”，是造成出结晶器坯壳漏钢原因之一。
铸坯表面夹渣物组成主要是钙长石和钙黄长石，这两个化合物中A12O3均大于20％，它们熔点分别为1550℃和1590℃，容易使渣子结团。
在结晶器液面波动太大，浸入式水口插入太浅，液面翻动会把渣子卷入。
六、连铸保护渣主要理化性能保护渣配制好后，要测定渣子的理化性能，主要的理化指标有以下几项：(1)化学成分：各牌号的保护渣，应分析化学成分，各氧化物的含量应在所规定的范围内，这是最起码的指标。
(2)熔化温度，将渣粉制成Φ3×5mm的试样，在专门仪器上把试样加热到圆柱体变为半球形的温度，定义达到半球点的温度叫熔化温度。
(3)粘度：它表示渣粉熔化成液体的流动性能。
而渣子流动性对熔渣吸收夹杂物和坯壳的润滑效果有重要影响。
通常是用扭摆粘度计或旋转粘度计测定1300℃渣子的粘度，来比较不同渣子的流动性。
(4)熔化速度：熔化速度是衡量渣子熔化过程的快慢，关系到结晶器钢液面上能否形成稳定的三层结构和需要的液渣层厚度。
熔速可用标准试样在规定温度(如1300℃或1400℃)下完全熔化成液体所需的时间来表示。
也可用一定重量的保护渣粉，加热到规定温度，在单位面积和时间内形成液渣量来表示。
