熔融高炉渣纤维化过程中析晶行为研究

以高炉渣为研究对象,采用Factsage热力学软件模拟高炉渣冷却过程中矿物开始析出温度、矿物的析出种类及含量;采用熔体物性综合测定仪研究高炉渣降温过程中的黏度变化;采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)研究高炉渣不同温度下的矿物组成和显微结构。结果表明:高炉渣冷却过程中,1 350℃开始析出晶体,析出的主晶相为钙铝黄长石(Ca_2Al_2SiO_7)和镁黄长石(Ca_2MgSi_2O_7)。此外,熔融高炉渣成纤适宜的温度区间为1 350~1 371℃。

氧化铝含量对高炉熔渣析晶行为的影响

高炉熔渣直接纤维化过程中,晶相析出会使熔渣的黏度增加、流动性降低,从而影响矿渣棉纤维质量。熔渣的化学组成会对其析晶行为产生重要影响。采用FactSage热力学模拟结合X射线衍射分析(XRD)、场发射电子显微镜分析(FESEM)、能谱分析(EDS)和热丝法(HTT)等研究方法,探析了Al_(2)O_(3)质量分数(11%~19%)对高炉渣冷却过程中析晶行为的影响。结果表明,高炉渣冷却过程中析出的矿相主要为黄长石相、钙长石相、辉石相和硅灰石相。连续冷却试验结果表明,当Al_(2)O_(3)质量分数分别为11%、13%、15%以及17%时,高炉渣临界冷却速率分别为60、50、15、15℃/min。当Al_(2)O_(3)质量分数增加至19%、冷却速率大于3℃/min时,熔渣中没有晶体析出;随着高炉渣中Al_(2)O_(3)含量的增加,熔渣的开始析晶温度和临界冷却速率降低,有利于高炉渣制备矿渣纤维。重点探析了Al_(2)O_(3)含量对高炉熔渣析晶行为的影响,以期为高炉熔渣直接制备矿渣纤维奠定理论与试验基础。

调质渣的析晶行为

针对矿渣棉生产时调质渣成纤过程中会有晶体析出的问题,采用FactSage热力学软件、X射线衍射仪（XRD）和场发射扫描电子显微镜（SEM）研究调质渣不同温度下的矿物组成和显微结构;采用熔体物性综合测定仪研究调质渣降温过程中的黏度变化。结果表明,调质渣在冷却过程中,1 240℃时开始析出晶体,析出的主晶相为钙铝黄长石（Ca2Al2SiO7）和镁黄长石（Ca2MgSi2O7）。此外,熔融调质渣成纤适宜的温度区间为1 300～1 413℃。

熔分赤泥熔渣纤维化过程中熔体性能研究

以熔分赤泥为研究对象,探究熔分赤泥熔渣纤维化过程中熔体性能的变化规律,采用炉渣熔点熔速测定仪研究熔分赤泥熔化过程及熔化温度,采用FactSage热力学软件模拟熔分赤泥熔渣冷却过程中矿物析出种类、含量及开始析晶温度,采用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜研究熔分赤泥熔渣不同温度下矿物组成与显微形貌,采用熔体物性综合测定仪研究熔分赤泥熔渣降温过程中的黏度变化。结果表明,熔分赤泥的熔化温度为1236℃,熔分赤泥熔渣冷却过程中,1300℃开始析出晶体,首先析出晶相为镁铝尖晶石(MgAl_(2)O_(4))。此外,综合分析熔分赤泥熔渣熔体性能,明确利用熔分赤泥熔渣纤维化制备无机纤维时的温度应高于1433℃。