[发明专利]一种高炉炉渣热稳定性评价方法及优化方法

权利要求书

1.一种高炉炉渣的热稳定性评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：获取炉渣中各成分质量和生产温度；

S2：基于热力学软件计算炉渣升温阶段的第一焓变值；

基于热力学反应式计算炉渣升温阶段的第二焓变值；

S3：取第一焓变值和第二焓变值的平均值，作为实际焓变值；

S4：调整炉渣碱度，获得多组不同碱度炉渣，重复执行步骤S1～S3，获得多组不同碱度炉渣的实际焓变值；

S5：基于热力学第二定律，将多组不同碱度炉渣的实际焓变值的平均值作为炉渣升温阶段所需的总热量；

S6：向炉渣输入总热量，计算总热量输入后的炉渣黏度随炉渣碱度变化的变化率；

其中，炉渣黏度变化率绝对值越大，则炉渣的热稳定性越差。

2.根据权利要求1所述的一种高炉炉渣的热稳定性评价方法，其特征在于，所述黏度变化率的计算方式如下：

其中，VCR为炉渣黏度变化率，η_j为炉渣黏度，j为正整数。

3.根据权利要求1所述的一种高炉炉渣的热稳定性评价方法，其特征在于，所述生产温度的范围为1200-1600℃。

4.根据权利要求1所述的一种高炉炉渣的热稳定性评价方法，其特征在于，所述第一焓变值的计算方式如下：

将炉渣中各成分质量输入热力学计算软件，分别计算炉渣在298K温度下的热焓值H₂₉₈和炉渣在生产温度T下的热焓值H_t，所述第一焓变值ΔH_A＝H_t-H₂₉₈。

5.根据权利要求1所述的一种高炉炉渣的热稳定性评价方法，其特征在于，所述第二焓变值的计算方式为：

依据炉渣中各成分质量和生产温度查询无机晶体结构数据库，获得炉渣比热容，利用炉渣比热容计算第二焓变值。

6.根据权利要求5所述的一种高炉炉渣的热稳定性评价方法，其特征在于，所述炉渣比热容的计算方式如下：

C_pCaO＝1.048-2.046×10⁴T^-2-2.388T^-1/2+1.836×10⁶T^-3(T＝298～2845K)

C_pMgO＝1.516-1.541×10⁴T^-2-7.349T^-1/2+1.45×10⁴T^-3(T＝298～3098K)

式中，C_pi是炉渣中物质i的比热容值，物质i包括CaO、SiO₂、MgO、Al₂O₃中的任意一种；m_i为物质i的质量；T为实际计算温度。

7.根据权利要求6所述的一种高炉炉渣的热稳定性评价方法，其特征在于，所述第二焓变值的计算方式如下：

ΔH_B＝∑m_iΔH_i

ΔH_i是炉渣中物质i的焓变值；Δ_trH_i是炉渣中物质i的结晶转变焓；Δ^l_sH_i是物质i的固液转变焓；T_tr是转变温度；T_M是炉渣熔化温度；T为实际计算温度；ΔH_B为第二焓变值；m_i为物质i的质量；s为固相结晶；l为液相结晶。