【摘要】：作為鋼鐵生產(chǎn)流程的伴生物,鋼渣每年的產(chǎn)出量巨大。由于生產(chǎn)技術(shù)特點(diǎn),鋼渣當(dāng)中一般含有8-15%的渣鋼,鋼廠通過破碎、磁選、篩分工藝來回收鋼渣中的廢鋼鐵,加工工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大、金屬回收率低、環(huán)境污染嚴(yán)重。本文提出一種完全有別于傳統(tǒng)的渣、鋼分離的分離方法:在渣鋼處于高溫?zé)釥顟B(tài)下(液態(tài)或流變態(tài)),針對鋼渣和渣鋼的物理性質(zhì)差異(密度、電導(dǎo)率、流動性、界面張力),利用電磁場進(jìn)行分離。在螺旋模式磁場作用下,對熔融鋼渣中渣、鋼分離的效果及規(guī)律等進(jìn)行了數(shù)值和實(shí)驗(yàn)研究。1、實(shí)驗(yàn)測量螺旋模式磁場內(nèi)部空間的磁場強(qiáng)度分布,測量結(jié)果顯示設(shè)備內(nèi)部空間的磁場強(qiáng)度總體上呈現(xiàn)兩端強(qiáng)、中心弱的特點(diǎn),但在中心處衰減幅度較小。采用Ga InSn合金(室溫下為液態(tài)),測試了模式電磁場作用條件下對金屬液的驅(qū)動效果,結(jié)果表明該設(shè)備對金屬液的驅(qū)動效果明顯,且能實(shí)現(xiàn)金屬液正反方向的不同驅(qū)動效果。2、利用高溫?zé)釕B(tài)試驗(yàn),研究了模式螺旋磁場的施加與否,以及在施加磁場的條件下,磁場強(qiáng)度和施加電磁場作用時間對渣、鋼分離效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電磁場的施加可明顯改善提高渣、鋼分離效果,并在螺旋磁場強(qiáng)度為40mT左右時分離效果最好;不同的電磁場作用時間也對渣、鋼分離效果有著一定的影響,電磁場作用時間在80s時,分離效果最好。3、為了更好探索金屬液滴的融合分離過程,采用GaInSn合金和甘油在常溫下模擬高溫?zé)釕B(tài)試驗(yàn),模擬觀察金屬液滴的聚集、融合和分離過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,電磁場的施加可使金屬液滴發(fā)生融合。但相同條件下無法保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性。4、利用COMSOL數(shù)值軟件建立數(shù)值模型,通過數(shù)值模擬計(jì)算,研究螺旋模式磁場作用下,液態(tài)渣、鋼混合物體系內(nèi)的電磁場分布情況、金屬液滴的受力特點(diǎn)。模擬結(jié)果顯示:旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速150rpm時,作用在直徑為5mm的金屬液滴上的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為250mT時,此時的金屬液滴可發(fā)生變形并最終融合。本研究表明:基于渣、鋼兩種介質(zhì)的物理性質(zhì)差異,利用電磁分離方法,通過洛倫茲力的作用,使液態(tài)金屬運(yùn)動從而達(dá)到電磁分離的目的是可行的,可做進(jìn)一步的定量分析,從而應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中。
【圖文】：

德國的鋼渣以轉(zhuǎn)爐渣和電爐渣為主，相對來說利用率較高。一般多用于工術(shù)的礦質(zhì)原料，，也會有部分用做農(nóng)業(yè)肥料或是配入燒結(jié)和高爐進(jìn)行再利用[美國作為世界第一發(fā)達(dá)國家，國內(nèi)鋼渣的排放和再利用已經(jīng)做到相互平中有 37%的鋼渣使用在路基工程，22%用于回填，22%用作瀝青混凝土的集剩下的則大多用于農(nóng)肥、生產(chǎn)水泥以及鋼廠內(nèi)部利用等[17]。綜上所述，從國內(nèi)外鋼渣應(yīng)用情況可看出，各國鋼渣的資源利用主要集中筑方面，主要著重在水泥，混凝土，堆填等方面。但在發(fā)展中國家大部分還堆存回填等為主，利用情況不容樂觀。.3 目前國內(nèi)大型鋼企的鋼渣處理工藝3.1 寶鋼鋼渣加工工藝寶鋼一、二期建設(shè)的鋼渣生產(chǎn)線于 80 年代初投產(chǎn)。采用日本新日鐵大分廠的鋼渣處理技術(shù)，即淺盤水淬法（I.S.C 法）[18]。粒鐵生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝 1-1 所示。

圖 1-2 首鋼粒鐵回收生產(chǎn)線鞍鋼鋼渣加工工藝鋼鋼渣全部由礦渣開發(fā)公司進(jìn)行磁選加工處理，1988 年從德國引處理量為 240 萬噸的磁選加工線，得到渣鋼、粒鐵和磁選粉等產(chǎn)品1]，生產(chǎn)示意圖如圖 1-3 所示.
【學(xué)位授予單位】：鋼鐵研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X758

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉洪昌;李秋書;張炎;郭璐;;金屬電磁凈化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J];山西冶金;2014年02期

2 趙俊學(xué);李小明;唐雯聃;施瑞盟;;鋼渣綜合利用技術(shù)及進(jìn)展分析[J];鞍鋼技術(shù);2013年03期

3 張良;;鋼渣綜合利用途徑及處理工藝的選擇[J];中國水運(yùn)(下半月);2013年06期

4 于海燕;;鋼渣磁選工藝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)實(shí)踐研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2013年16期

5 趙春暉;李丘林;劉偉;;利用行波磁場的驅(qū)動流去除液態(tài)鋁合金中的夾雜物(英文)[J];稀有金屬材料與工程;2012年S2期

6 王靜;;鋼鐵企業(yè)固體廢物產(chǎn)生與綜合利用[J];環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì);2012年03期

7 張作順;徐利華;余廣煒;郝洪順;廖洪強(qiáng);孫鵬輝;翟偉;;鋼渣在水泥和混凝土中資源化利用的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2010年S2期

8 程緒想;楊全兵;;鋼渣的綜合利用[J];粉煤灰綜合利用;2010年05期

9 韓孝永;;淺談鋼渣的綜合利用[J];再生資源研究;2007年06期

10 趙青林;周明凱;魏茂;;德國冶金渣及其綜合利用情況[J];硅酸鹽通報(bào);2006年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王曉峰;水平集方法及其在圖像分割中的應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 陳德斌;電磁凈化技術(shù)理論及工藝研究[D];昆明理工大學(xué);2002年

本文編號：2696888