工程科学学报.第44卷，第X期：1-11.2021年X月 Chinese Journal of Engineering,Vol.44,No.X:1-11,X 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.19.001;http://cje.ustb.edu.cn 炉渣成分对冶炼白云鄂博矿高炉渣脱硫和排碱能力的 影响 张国成2)区，王雅军)，罗果萍2)四 1)包头师范学院化学学院，包头0140302)内蒙古科技大学材料与治金学院，包头0140103)内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心， 包头014010 ☒通信作者，张国成，E-mail:644942242@qq.com,罗果萍，E-mai:luoguoping3@126.com 摘要为了探明炉渣成分对冶炼白云鄂博矿高炉渣脱硫和排碱能力的影响，在实际高炉渣成分的基础上，通过正交试验和 Factsage7.1热力学模拟软件绘制不同组分高炉渣渣系五元伪三元相图，探究了自由碱度(R。)、w(MgO)和w(Al2O3)对高炉渣 脱硫、排碱能力的影响规律，并结合生产实际给出了适宜的炉渣自由碱度(R)、wMgO)和(AlO,)的控制范围.研究表明： R。是影响炉渣脱硫、排碱能力的最显著因素，R。增加，渣中O2浓度升高，促使硅氧复合阴离子SO解体，炉渣黏度减小，炉 渣与金属液体之间的传质过程得到促进，使得$更容易向渣中迁移，炉渣脱硫的热力学和动力学条件改善，脱硫能力提高， 适宜的R。应控制在1.05~1.15；wMgO)是影响炉渣脱硫能力的次要因素，wMgO)增加，炉渣的流动性和稳定性提高，有利于 改善炉渣脱硫的动力学条件，且可降低炉渣中(K,O+NO)的活度，提高排碱能力，适宜w(MgO)应控制在15%左右： w(Al2O)是影响炉渣排碱能力的次要因素，w(Al2O,)增加，易生成镁铝尖晶石(MgAl2O4)等高熔点物质，使炉渣中的自由氧离 子消耗量增多，不利于脱硫反应动力学条件的改善，虽然增加w(Al2O)有益于排碱，但高w(A0,)不利于脱硫，且会导致炉 渣黏度上升，适宜w(A12O3)应控制在12%左右. 关键词高炉渣：白云鄂博矿：炉渣成分：脱硫：排碱 分类号TF046 Effect of slag composition on desulfurization and alkali removal ability of blast furnace slag for Bayan Obo iron ore ZHANG Guo-cheng WANG Ya-jun,LUO Guo-ping? 1)Department of Chemistry,Baotou Teachers'College,Baotou 014030,China 2)School of Materials and Metallurgy,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou 014010,China 3)Technical Center,Steel Union Corp.of Baotou Steel in Inner Mongolia,Baotou 014010,China Corresponding author,ZHANG Guo-cheng.E-mail:644942242@qq-com;LUO Guo-ping,E-mail:luoguoping3@126.com ABSTRACT To investigate the effect of slag composition on desulfurization and alkali removal ability of blast furnace slag for smelting Bayan Obo ore,based on the actual composition of blast furnace slag,the effect of free basicity(R),w(MgO),and (Al2O3)on the desulfurization and alkali removal ability of blast furnace slag was investigated by performing orthogonal experiments and on the basis of five-element pseudoternary phase diagrams of various components of a blast furnace slag system calculated and drawn using Factsage 7.1 thermodynamic simulation software,and the appropriate control range of Rw(MgO)and w(Al2O)in the slag were given in combination with the production practice.The results show that:R is the most significant factor affecting slag desulfurization and 收稿日期：2020-11-19 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51664045)炉渣成分对冶炼白云鄂博矿高炉渣脱硫和排碱能力的 影响 张国成1,2) 苣，王雅军3)，罗果萍2) 苣 1) 包头师范学院化学学院, 包头 014030    2) 内蒙古科技大学材料与冶金学院, 包头 014010    3) 内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心, 包头 014010 苣通信作者， 张国成，E-mail: 644942242@qq.com; 罗果萍，E-mail: luoguoping3@126.com 摘    要    为了探明炉渣成分对冶炼白云鄂博矿高炉渣脱硫和排碱能力的影响，在实际高炉渣成分的基础上，通过正交试验和 Factsage 7.1 热力学模拟软件绘制不同组分高炉渣渣系五元伪三元相图，探究了自由碱度（Ro）、w(MgO) 和 w(Al2O3 ) 对高炉渣 脱硫、排碱能力的影响规律，并结合生产实际给出了适宜的炉渣自由碱度（Ro）、w(MgO) 和 w(Al2O3 ) 的控制范围. 研究表明： Ro 是影响炉渣脱硫、排碱能力的最显著因素，Ro 增加，渣中 O 2−浓度升高，促使硅氧复合阴离子 Si−O 解体，炉渣黏度减小，炉 渣与金属液体之间的传质过程得到促进，使得 S 2−更容易向渣中迁移，炉渣脱硫的热力学和动力学条件改善，脱硫能力提高， 适宜的 Ro 应控制在 1.05～1.15；w(MgO) 是影响炉渣脱硫能力的次要因素，w(MgO) 增加，炉渣的流动性和稳定性提高，有利于 改善炉渣脱硫的动力学条件，且可降低炉渣中 (K2O+Na2O) 的活度，提高排碱能力，适宜 w(MgO) 应控制在 15% 左右； w(Al2O3 ) 是影响炉渣排碱能力的次要因素，w(Al2O3 ) 增加，易生成镁铝尖晶石 (MgAl2O4 ) 等高熔点物质，使炉渣中的自由氧离 子消耗量增多，不利于脱硫反应动力学条件的改善，虽然增加 w(Al2O3 ) 有益于排碱，但高 w(Al2O3 ) 不利于脱硫，且会导致炉 渣黏度上升，适宜 w(Al2O3 ) 应控制在 12% 左右. 关键词    高炉渣；白云鄂博矿；炉渣成分；脱硫；排碱 分类号    TF046 Effect of slag composition on desulfurization and alkali removal ability of blast furnace slag for Bayan Obo iron ore ZHANG Guo-cheng1,2) 苣 ，WANG Ya-jun3) ，LUO Guo-ping2) 苣 1) Department of Chemistry, Baotou Teachers’ College, Baotou 014030, China 2) School of Materials and Metallurgy, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010, China 3) Technical Center, Steel Union Corp. of Baotou Steel in Inner Mongolia, Baotou 014010, China 苣 Corresponding author, ZHANG Guo-cheng, E-mail: 644942242@qq.com; LUO Guo-ping, E-mail: luoguoping3@126.com ABSTRACT    To  investigate  the  effect  of  slag  composition  on  desulfurization  and  alkali  removal  ability  of  blast  furnace  slag  for smelting Bayan Obo ore, based on the actual composition of blast furnace slag, the effect of free basicity (Ro ), w(MgO), and w(Al2O3 ) on the desulfurization and alkali removal ability of blast furnace slag was investigated by performing orthogonal experiments and on the basis of five-element pseudoternary phase diagrams of various components of a blast furnace slag system calculated and drawn using Factsage 7.1 thermodynamic simulation software, and the appropriate control range of Ro , w(MgO) and w(Al2O3 ) in the slag were given in combination with the production practice. The results show that: Ro is the most significant factor affecting slag desulfurization and 收稿日期: 2020−11−19 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51664045） 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期：1−11，2021 年 X 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 44, No. X: 1−11, X 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.19.001; http://cje.ustb.edu.cn