【摘要】：高爐渣作為鋼鐵企業(yè)主要的固體廢棄物其增值化利用一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。在電渣重熔和制備礦渣棉兩個(gè)重要的方向中均涉及到電爐的操作問(wèn)題,電導(dǎo)率、粘度及導(dǎo)熱系數(shù)是電爐操作及模型設(shè)計(jì)中最重要的三個(gè)參數(shù),關(guān)乎到電爐的操作能耗及生產(chǎn)下一級(jí)產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題。當(dāng)爐渣呈熔融態(tài)時(shí),熔渣的這三個(gè)物理性質(zhì)均與熔體的結(jié)構(gòu)有關(guān)。在CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元體系中,熔體中復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與其Si02的含量有關(guān),當(dāng)SiO2含量逐漸增加時(shí),熔體中小的陰離子團(tuán)逐漸結(jié)合成為大的復(fù)雜的陰離子團(tuán),形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使熔體的聚合程度逐漸增加。當(dāng)熔體的聚合程度增加時(shí),熔體內(nèi)部復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得致密,其對(duì)可參與導(dǎo)電任務(wù)的陽(yáng)離子在遷移過(guò)程中的阻礙能力增大,熔體的電導(dǎo)率相應(yīng)地就會(huì)降低;熔體內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)其自由體積相對(duì)較少,小離子相對(duì)大離子的運(yùn)動(dòng)能力就會(huì)減弱,熔體的粘度相對(duì)增大;熔體的熱量在熔體內(nèi)部整個(gè)鏈狀或者環(huán)狀結(jié)構(gòu)上的傳導(dǎo)能力較為顯著,而在兩種結(jié)構(gòu)之間的傳導(dǎo)能力相對(duì)較弱。當(dāng)熔體的聚合程度相對(duì)較高時(shí),其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中復(fù)雜的大型陰離子團(tuán)相對(duì)較多,故在此結(jié)構(gòu)上的熱傳導(dǎo)能力相對(duì)較高。本文采用交流阻抗法配加兩電極體系測(cè)量爐渣在高溫熔融狀態(tài)下的電導(dǎo)率。在電導(dǎo)率測(cè)量過(guò)程中研究不同溫度下酸度對(duì)爐渣電導(dǎo)率的影響,并用XRD圖譜分析爐渣在緩冷狀態(tài)下的物相組成;研究不同含量的Na2O、B2O3對(duì)爐渣電導(dǎo)率的影響;研究用一部分含量的K20代替相同含量的Na2O后爐渣電導(dǎo)率的變化。采用實(shí)驗(yàn)室自行改造的高溫流變儀測(cè)量爐渣的液相粘度,在液相線溫度以上的溫度點(diǎn)分析不同酸度對(duì)爐渣粘度的影響,并判斷此研究體系是否為牛頓流體。采用激光閃光法測(cè)量緩冷固渣的熱擴(kuò)散率,分析隨著爐渣酸度的增加熔體的聚合程度相應(yīng)增大時(shí)其熱擴(kuò)散率的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:(1)隨著高爐渣酸度的增加,熔體中SiO2含量相對(duì)較高,聚合程度的增加使得電導(dǎo)率逐漸降低;(2)同一酸度高爐渣在不同溫度情況下,隨著溫度的升高,熔體的電導(dǎo)率相應(yīng)增加;(3)Na2O和B203分別作為網(wǎng)絡(luò)修飾體和網(wǎng)絡(luò)形成體對(duì)熔體的聚合程度有降低和增加的作用,爐渣的電導(dǎo)率相應(yīng)的增加和減少;(4)Na+和K+具有相同的電價(jià)數(shù),但Na+較K+半徑小,用相同含量的K+代替Na+,爐渣的電導(dǎo)率降低;(5)隨著高爐渣酸度的增加,其液相粘度逐漸增加,且CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元體系為牛頓流體;(6)隨著高爐渣酸度的增加,其固渣的熱擴(kuò)散率呈增加的趨勢(shì)。在現(xiàn)有的測(cè)量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立適用于電導(dǎo)率、粘度及導(dǎo)熱系數(shù)的模型并用一些模型尋找電導(dǎo)率、粘度及導(dǎo)熱系數(shù)之間的關(guān)系。
【圖文】：

東北大學(xué)碩士學(xué)位論文邐第２章硅酸鹽兩條單鏈通過(guò)尚未共用的氧連接而成為雙鏈，其絡(luò)陰離子可用［Ｓｉ４０ｎ］ｆ－單鏈之間相連接的硅氧四面體中只有一個(gè)未飽和的氧，，其余硅氧四面體中仍有和的氧可以與別的陽(yáng)離子結(jié)合。如圖２．５所示，圖中的（ａ）是透閃石Ｃａ２Ｍｇ５［Ｓｉ４Ｏｕ］中的［ＳＵＯｕｋ雙鏈，雙鏈之間以Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、（ＯＨ）－等離子相連接；圖中的（ｂ）石Ｃａ６［Ｓｉ６０１７］（０Ｈ）２中的［ＳｉＷｄｏｏ雙鏈，雙鏈之間以Ｃａ２＋、（ＯＨ）－離子相連接。逡逑（３）層狀結(jié)構(gòu)逡逑每一個(gè)硅氧四面體均以三個(gè)角頂分別于相鄰的三個(gè)硅氧四面體在二維空層稱之為層狀結(jié)構(gòu)。圖２．６所示為雙層型和三層型的層狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)硅氧四面?zhèn)�氧的電價(jià)未飽和，通過(guò)Ｍｇ２＋（ＯＨ）－離子把層與層之間連接起來(lái)。逡逑

兩條單鏈通過(guò)尚未共用的氧連接而成為雙鏈，其絡(luò)陰離子可用［Ｓｉ４０ｎ］ｆ－表示。兩逡逑單鏈之間相連接的硅氧四面體中只有一個(gè)未飽和的氧，其余硅氧四面體中仍有兩個(gè)未飽逡逑和的氧可以與別的陽(yáng)離子結(jié)合。如圖２．５所示，圖中的（ａ）是透閃石Ｃａ２Ｍｇ５［Ｓｉ４Ｏｕ］２Ｃ0Ｈ：）２逡逑中的［ＳＵＯｕｋ雙鏈，雙鏈之間以Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、（ＯＨ）－等離子相連接；圖中的（ｂ）為硬鈣硅逡逑石Ｃａ６［Ｓｉ６０１７］（０Ｈ）２中的［ＳｉＷｄｏｏ雙鏈，雙鏈之間以Ｃａ２＋、（ＯＨ）－離子相連接。逡逑（３）
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF534

【參考文獻(xiàn)】

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1 毛艷麗;陳妍;王涿;;高爐渣制礦渣棉工藝及其產(chǎn)品應(yīng)用[J];上海金屬;2014年02期

2 巨建濤;呂振林;焦志遠(yuǎn);趙俊學(xué);;CaF_2-SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO五元渣系的電導(dǎo)率[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2012年08期

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本文編號(hào)：2699050