粒化碱性高炉矿渣中原始矿物相的形成研究

研究了粒化碱性高炉矿渣中晶出原始矿物相的类型与矿渣化学成分之间的关系.结果表明：不同化学成分的矿渣当加热温度高于700℃以上时,莫硅镁钙石首先结晶析离,并随温度的升高转化为黄长石.黄长石的结构参数,按其化学成分是在钙铝黄长石和镁黄长石之间变化,黄长石作为原始矿物相在碱性矿渣中比较罕见.     

Mk对调质高炉渣制备矿渣棉过程中熔渣性能影响

利用铁尾矿进行高炉渣调质实验,研究了酸度系数(M_k)对调质高炉熔渣析晶性能、黏度及表面张力的影响.结果表明:随M_k的增加,调质熔渣的析晶温度明显降低,当M_k高于1.4时熔渣温度降至1100℃,体系仍为无序玻璃相;随M_k的增大,调质熔渣黏度对温度变化的敏感性逐渐减弱,适宜成纤黏度范围对应的温度区间逐渐增大,适宜成纤黏度范围内最低成纤温度与析晶温度之差Δt=(_○t_○w-_○t_○l)逐渐增大,当M_k为1.2时Δt为101.7℃;在调质熔渣适宜成纤温度范围内,M_k对熔渣表面张力的影响不大,熔渣表面张力与黏度的比值σ/η(表征熔渣成形难易程度)随M_k的增大逐渐减小.     

特殊混合材对水泥浆流变性的影响

研究了矿渣、硅灰、粉煤灰、石灰石、无水石膏等微粒子混合材对水泥浆流变性的影响．试验结果表明：水泥浆的屈服应力值一般随混合材的掺量增大而降低,但粘度的变化则因混合材种类和掺量不同有较大的差异当混合材总掺量≤15％时,石灰石微粉、硅灰、粉煤灰微粉、矿渣微粉可降低水泥浆体粘度,而无水石膏微粉则可提高水泥浆的粘度;当混合材掺量＞15％时,水泥浆粘度与屈版应力值均随混合材掺量增大而显著降低．其中微粉矿渣的作用最为显著．单掺10％的石灰石微粉、硅灰、粉煤炭微粉及35％矿渣微粉可降低水泥浆的过度和屈服应力其作用效果：矿渣微粉＞石灰石微粉＞硅灰＞粉煤灰微粉;单掺10%石膏微粉会使水泥浆的粘度和屈服应力大化度提高．     

CaO-CaF2对LATS精炼渣熔化性能的影响

为减少LATS合金化精炼钢包浸渍罩粘渣,采用按质量比ω(CaO)/ω(CaF2)=1配制的混合调质剂对钢包顶渣进行调质处理,研究调质剂对钢包顶渣熔化性能的影响. 采用半球点法的熔化温度测试结果表明 配制的混合调质剂能明显降低渣的熔化温度,当ω(CaO-CaF2)=20%时,渣的熔化温度从调质前的1 439 ℃降至1 327 ℃;采用旋转柱体法的粘度测试结果表明 钢包顶渣的粘度高以及LATS合金化精炼处理后钢包顶渣粘度进一步升高,是造成浸渍罩粘渣的主要原因之一.所配制的调质剂能有效降低LATS处理后钢包顶渣的粘度,在1 500 ℃时,未调质的钢包顶渣粘度约为6.5 Pa·s,而加入ω(CaO-CaF2)=10% 调质后渣的粘度低于2 Pa·s.     

粉煤灰对矿渣棉用调质高炉渣析晶性能的影响

为了探究粉煤灰添加量对高炉渣基矿渣棉制备过程中调质高炉熔渣析晶性能的影响,利用Factsage热力学软件模拟了不同粉煤灰添加量时调质高炉熔渣渣降温过程中的理论析晶温度和析晶种类及含量,并利用XRD、SEM、熔渣结晶性能测定装置定性分析了不同粉煤灰添加量调质高炉熔渣的析晶行为。结果表明：调质高炉熔渣理论析晶温度随粉煤灰添加量的增加逐渐降低;当粉煤灰添加量高于15%后,调质高熔渣温度降至1000℃时仍为玻璃相,未发生析晶,此时熔渣析晶不再是矿渣棉成型的限制环节;基于调质高炉熔渣成纤过程的实际工况,XRD分析结果更具有参考性。     

P204-HCI-H3cit体系铈镨分配比和分离系数的研究

研究了含有柠檬酸（H3cit）的P204-HCI体系中,料液酸度与柠檬酸浓度对铈和镨分配比、分离系数及萃取容量的影响．采用FT-IR光谱仪分析了铈错分离系数提高的机理．实验结果表明：在P204-HCI-H3cit体系中,铈错的分配比和分离系数随酸度的增大而降低,随柠檬酸浓度的增加而提高;稀土元素的萃取容量随柠檬酸浓度的增大而提高．当料液酸度pH=1．0、柠檬酸浓度=0．25mol／L时,铈和镨的最大分离系数为1．71,稀土的最大萃取容量为27g／L,其指标优于相同酸度下的皂化P204-HCI体系．     

磁场对惰性气体物态方程的影响

计算了磁场作用下氦、氖等惰性气体的第二维里系数 ,发现磁场对惰性气体第二维里系数的影响较大 (可以达到 1 0 %～ 30 % ) ;当温度不变时 ,惰性气体的第二维里系数随磁场的增强而增大 ;当磁场变化到一定范围时 ,存在一个临界磁场 Bc,当外磁场 B Bc时第二维里系数随温度的增加而减小 .     

钙基膨润土对矿渣膨珠轻骨料泡沫混凝土性能的影响

相比于普通轻骨料,矿渣膨珠表观密度高,当用于泡沫混凝土制备时,将出现轻骨料下沉。以矿渣膨珠为轻骨料,采用物理发泡法制备了干表观密度600 kg/m3的矿渣膨珠轻骨料泡沫混凝土,同时引入无机矿物增稠剂钙基膨润土增加体系浆体黏性,阻滞轻骨料下沉。结果表明:钙基膨润土的掺入可有效解决矿渣膨珠下沉问题并提高矿渣膨珠轻骨料泡沫混凝土的密度均匀性,同时也可优化其气孔结构和孔径分布,进而提升泡沫混凝土的力学性能和保温隔热性能。当掺入质量分数1%的钙基膨润土时,泡沫混凝土抗压强度为4. 1 MPa,导热系数为0. 191 7 W/(m·K)。     

不同贮存环境下三乙酸甘油酯成分变化的实证研究

为摸索贮存环境对三乙酸甘油酯成分变化的影响，模拟了由3种不同的相对湿度和3个不同的温度组合而成的贮存环境，对三乙酸甘油酯分别进行28 d的贮存试验，并对其酸度及酯含量进行分析测试.实验结果表明：1）不同贮存环境下，三乙酸甘油酯酸度与贮存温度呈显著相关，与相对湿度不显著相关.当贮存温度为45℃时，随着时间的推移，酸度以二次曲线的方式迅速增加；当贮存温度为5℃和30℃时，酸度无明显变化.2）不同贮存环境下，三乙酸甘油酯酯含量均值和极值的变化皆不明显（均值极差为0.062%，极值极差为0.17%），且这些变化与贮存环境变化的关联强度系数仅为36.3%，关联强度不大.     

磁场惰性气体物态方程的影响

计算了磁场作用下氦、氖等惰性气体的第二维里系数，发现磁场对惰性气体第二维里系数的影响较大（可以达到10％－30％）；当温度不变时，惰性气体的第二维里系数随磁场的增强而增大；当磁场变化到一定范围时，存在一个临界磁场Bc，当外磁场B＜Bc时，第二维里系数随温度的增加而增加，当B＞Bc时第二维里系随温度的增加而减小。     

尾矿改性高炉渣的凝固行为与黏度行为

通过在高炉渣中加入不同质量分数的尾矿作为改性剂,研究了改性熔渣的凝固行为和黏度行为.采用X射线衍射和偏光显微镜研究了熔渣的矿物组成和显微结构,采用熔体物性测定仪研究了熔渣在1 200℃到1 475℃的黏度.结果表明:配加尾矿后,熔渣的酸度系数(Mk)达到1.2~1.8时,熔渣凝固后呈现非晶/玻璃质的特征;显微结构除Mk=1.8以外,均为致密均匀的结构.此外,熔渣成纤适宜的温度区间显著增大,尾矿适宜的配比为16.98%~34.18%.     

高炉熔渣直接纤维化制备矿渣棉

通过利用喷吹法和四辊离心法制备矿渣棉,研究在不同制备方法条件下,矿渣棉其化学稳定性、表观特征、含水率及渣球含量与酸度系数之间的关系。结果表明:在满足成纤要求的前提下,高炉渣酸度系数应控制在1.2~1.4;利用喷吹工艺制备的矿渣棉直径较细,含水率较低,成纤率较低,渣球含量较高纤维质量较差;相对于喷吹工艺,离心法制备的矿渣棉直径相对较粗,含水率大,渣球含量较少,成纤率较高,纤维质量较好。     

FeV50合金浇铸沉降理论的应用及其影响因素

采用近似无限大流体重力沉降原理分析了多期法FeV50合金浇铸过程渣金分离及浇铸渣层钒的分布规律,考察了熔渣黏度、沉降粒度、浇铸温度、渣层厚度以及保温制度对渣中钒含量的影响.结果表明,浇铸渣中钒的赋存形式除了未还原完全的钒氧化物之外,还存在部分未完全沉降的初级合金;合金沉降速度随合金粒度的增加而增大,随熔渣黏度的增加而减小.1850℃条件下,当渣层厚度为50 mm,熔渣组分质量分数为65.2%Al2 O3、15.5%CaO、14.6%MgO、1.9%Fe2 O3、0.9%SiO2时,粒径为100μm的合金沉降时间及熔渣上浮时间分别为24.9和1.2 min.基于此,进行浇铸工艺优化试验,在渣层厚度35 mm,浇铸温度1900℃、熔渣主要成分质量分数Al2 O360%~65%、CaO 15%~20%、MgO 9%~15%、浇铸锭模保温层厚度9 cm的条件下,浇铸渣中平均TV质量分数由1.39%降低至0.58%.     

B2O3对高铝钢连铸保护渣理化性能的影响

高铝钢连铸过程中,为了避免或减轻钢液中Al与保护渣中SiO2发生反应,设计了低SiO2、高Al2O3含量的高铝钢连铸保护渣,通过添加适量的酸性氧化物B2O3协调熔渣酸碱性,利用实验分析了B2O3含量对高铝钢保护渣熔融特性、黏度特性及渣膜传热特性的影响。结果表明,B2O3含量在4%～10%时,随着B2O3含量增加,保护渣熔化温度、黏度、黏流活化能均降低,渣膜热流密度增加;保护渣的等温转变曲线(TTT曲线)向孕育时间增加的方向移动,晶体生长速率降低;实验条件下,增加B2O3含量可抑制保护渣中CaF2的析出。     

Effects of MgO and TiO<Subscript>2</Subscript> on the viscous behaviors and phase compositions of titanium-bearing slag

The effects of MgO and TiO₂ on the viscosity, activation energy for viscous flow, and break-point temperature of titanium-bearing slag were studied. The correlation between viscosity and slag structure was analyzed by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Subsequently, main phases in the slag and their content changes were investigated by X-ray diffraction and Factsage 6.4 software package. The results show that the viscosity decreases when the MgO content increases from 10.00wt% to 14.00wt%. Moreover, the break-point temperature increases, and the activation energy for viscous flow initially increases and subsequently decreases. In addition, with increasing TiO₂ content from 5.00wt% to 9.00wt%, the viscosity decreases, and the break-point temperature and activation energy for viscous flow initially decrease and subsequently increase. FTIR analyses reveal that the polymerization degree of complex viscous units in titanium-bearing slag decreases with increasing MgO and TiO₂ contents. The mechanism of viscosity variation was elucidated. The basic phase in experimental slags is melilite. Besides, as the MgO content increases, the amount of magnesia–alumina spinel in the slag increases. Similarly, the sum of pyroxene and perovskite phases in the slag increases with increasing TiO₂ content.     

高铅渣物理化学性能测定的偏差规律

为探明造成高铅渣物理化学性能测定中实际值与理论值偏差的原因,本研究配制了Pb O-Fe Ox-Ca OSi O_2-Zn O系渣。利用TG-DSC热重差热分析仪分析了不同组分含量熔渣的失重变化规律,采用FACTSage软件计算炉渣熔点、粘度,并与实验测定结果进行了对比,分析了性能偏差规律。研究结果表明,对w(Pb O)=20%~40%的中、高铅渣,熔渣在736~1 450℃时铅的挥发率大约15%~16%;当w(Fe O)/w(Si O_2)设置在1.29~2.05和w(Ca O)/w(Si O_2)=0.40时,实际测定的渣熔点与炉渣挥发后理论熔点之间的偏差(ΔT_(a-vv))介于+34~+190℃,实测粘度与理论粘度偏差(Δη_(a-vv))介于+0.17~0.32 Pa·s;而w(Ca O)/w(Si O_2)=0.80时,ΔTa-vi值较小,介于+3~+92℃,实测值更接近理论值。依据不同熔渣组分在给定温度下的挥发规律以及ΔT_(a-vv)和Δη_(a-vv)偏差结果,可以对给定的初始渣组分的实际熔点及粘度值进行预测,并可根据实测值来预测可能的渣组分。     

高碱度LF合成精炼渣泡沫化性能研究

在实验室条件下采用钼丝挂渣法测量熔渣发泡高度,以相对发泡高度作为衡量指标,结合理论分析,系统研究了高碱度合成精炼渣的泡沫化性能.结果表明:熔渣相对发泡高度随着黏度的增大、表面张力和密度的减小而增大.在精炼渣成分一定时,随温度升高和吹气量增加,熔渣相对发泡高度都有先增加后降低的趋势.具有较好泡沫化性能的精炼渣组成范围是:ω(CaO)/ω(SiO_2)为5～8,ω(Al_2O_3):27%,ω(CaF_2)为3%～6%,ω(MgO)=8%,ω(FeO)<0.5%.     

CaO-SiO_2-Na_2O-CaF_2-Al_2O_3-MgO渣系的粘度和结晶温度

采用CaOSiO2Na2OCaF2Al2O3MgO渣系,用差热分析仪测定熔渣的结晶温度,用粘度测定仪测定熔渣的粘度,研究结晶温度和粘度与碱度、w(Na2CO3)、w(CaF2)、w(Al2O3)和w(MgO)之间的关系,并得到相应的回归方程·利用这两个回归方程,可以预测连铸保护渣的结晶性能和粘性特征·化学成分通过改变粘度,来影响晶核形成速度和晶体成长速度,从而决定了熔渣的结晶性能·结晶温度随着粘度的减小而升高·渣系中只有MgO可以在减小粘度的同时降低结晶温度     

稠油催化水热裂解降黏实验研究

采用高温高压反应釜模拟研究了稠油在开采过程中全温度段(50～300℃)条件下的催化水热裂解降黏反应,利用元素分析仪和高效液相色谱分析了稠油元素组成和族组成变化,利用旋转流变仪测试并分析了稠油黏度变化及黏温特性,初步探讨了200℃以下的稠油催化水热裂解降黏的实质.结果表明:稠油在低温条件下水热裂解反应降黏以破坏弱化学作用力为主,稠油降黏率与重质组分减少密切相关.有催化剂存在时,稠油催化裂解作用的主要温度在150～200℃,反应24 h降黏率可达到80%以上.