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.     

不同熔渣下铝镁质材料渣蚀机理研究

选取冶炼取向硅钢和铝镇静钢的精炼终渣及钢包用铝镁质材料,采用静态坩埚法于1 600 ℃×3 h下进行熔渣侵蚀试验,对渣蚀后试样作显微结构分析,并测定熔渣的化学成分、熔化温度及黏度.结果显示,随着熔渣中wAl2O3的升高和碱度的增大,熔渣的熔点升高,黏度增大.黏度较大的熔渣与耐火材料接触后扩散较慢,对耐火材料的熔损和渗透减弱.当熔渣与耐火材料反应形成较多的高熔点CA2,CA6和MA尖晶石相且连续交错分布时,耐火材料表面粗糙度增大,浸润加剧.钢包循环使用,熔渣与耐火材料进行新一轮的渗透与溶解,最终侵蚀得到抑制,呈现粘渣状态.     

CaO-Al_2O_3-CaF_2-SiO_2渣系的黏度

采用内旋转圆柱法测量了不同组成的CaO-Al2O3-CaF2-SiO2渣系的黏度,采用XRD分析技术对高温熔炼渣的物相进行分析,并计算了各渣样的黏流活化能.结果表明:当w(CaO)/w(Al2O3)一定,配渣中SiO2质量分数低于8%时,对渣样的高温黏度并没有明显的影响,在1 490℃以上时,熔渣黏度都低于0.5Pa.s;当SiO2质量分数增加到10%,渣样的高温黏度开始显著降低,温度高于1 440℃时,黏度值低于0.2Pa.s.随着SiO2含量的增加,熔渣的碱度逐渐降低,破坏了原来熔渣的大网状结构,熔渣的黏度明显降低.渣系的黏流活化能变化趋势与渣样的黏度值变化趋势一致.     

动态氧化条件下含钛高炉熔渣中金属铁的聚集、长大与沉降行为

为了探明动态氧化条件下含钛高炉熔渣中金属铁的聚集、长大及沉降行为,通过高温氧化实验研究氧化时间、空气搅拌强度和纯氧氧化对金属铁沉降的影响.此外,还研究动态氧化过程中熔渣的温度与黏度变化情况,计算金属铁在熔渣中的沉降速度.实验室与1200 kg中试实验结果表明,向熔渣鼓入氧化性气体,低价钛化合物减少,熔渣温度升高,黏度减低,促进金属铁聚集、长大和沉降分离.氧化时间过长,熔渣中(FeO)与低价钛化合物基本消失,金属铁回收率下降.氧化终点的判断应以保留一定含量(FeO)与低价钛为依据.     

钢锭顺次凝固行为的物理模拟

实现钢锭顺次凝固可以有效补缩,改善钢锭内部质量.本文依据相似原理,以80t矩形钢锭为原型建立与原型尺寸比为1∶10的物理模型,用硫代硫酸钠模拟钢锭的顺次凝固行为.通过对不同梯次冷却条件下的对比试验得出:实现顺次凝固的梯次温度差要大于40℃;为有效实现钢锭顺次凝固,梯次冷却强度在前30 min采用较小的温差,在30 min后采用较大的温度差.     

粉末冶金AZ91镁合金的高温压缩流变应力行为

采用Gleeble-1500热模拟机,对快速凝固粉末冶金AZ91镁合金在应变速率为0.001～1 s-1,变形温度为250～400 ℃条件下的流变应力行为进行了研究.结果表明:快速凝固粉末冶金AZ91镁合金热压缩变形的流变应力受到变形温度和应变速率的强烈影响.流变应力主要呈现幂指数关系.其热变形应力指数n为8.7,热变形激活能Q为132.6 kJ/mol.     

富硼高炉渣中遂安石相的析出行为

利用扫描电镜和X射线衍射分析研究了富硼渣Mgo-B2O3-SiO2-Al2O3-CaO渣系在不同冷却速率下,连续冷却和分段冷却时富硼渣中遂安石相的析出行为.试验结果表明,熔渣以不同的冷却速率由1 500℃冷却到800 ℃时,由于富硼炉渣中高熔点的镁橄榄石相先于遂安石相析出,对遂安石相的析出起到阻碍作用.采用分段冷却的方...     

OaO—Al2O3-OaF2-SiO2渣系的黏度

采用内旋转圆柱法测量了不同组成的CaO-Al2O3-CaF2-SiO2渣系的黏度,采用XRD分析技术对高温熔炼渣的物相进行分析,并计算了各渣样的黏流活化能．结果表明：当叫（CaO）／w（Al2O3）一定,配渣中SiO2质量分数低于8％时,对渣样的高温黏度并没有明显的影响,在1490℃以上时,熔渣黏度都低于0．5Pa·s当SiO2质量分数增加到10％,渣样的高温黏度开始显著降低,温度高于1440℃时,黏度值低于0．2Pa·s．随着SiO2含量的增加,熔渣的碱度逐渐降低,破坏了原来熔渣的大网状结构,熔渣的黏度明显降低．渣系的黏流活化能变化趋势与渣样的黏度值变化趋势一致．     

综合碱度对连铸保护渣黏性特征的影响

利用旋转黏度计,全面研究连铸保护渣的黏度、凝固温度和黏性活化能与碱度、综合碱度之间的关系.在本实验渣系条件下,随着综合碱度的增大,连铸保护渣的黏度、凝固温度和黏性活化能均逐渐减小,并且随着综合碱度的增大,其对黏性特征的影响作用逐渐减弱.利用连铸保护渣的黏度、凝固温度和黏性活化能与综合碱度的回归方程,可以全面考察渣中各组元对连铸保护渣黏性特征的影响作用,精确预测连铸保护渣的黏性特征.当综合碱度为2.0时,连铸保护渣的黏度为0.17 Pa.s,凝固温度为1 030℃,黏性活化能为120 kJ.mol-1.综合国内外连铸保护渣应用实践,连铸保护渣的综合碱度应大于2.0,此时连铸保护渣的黏性特征保持相...     

熔渣黏度的模型估算研究

单纯的实验测定已无法满足对熔渣黏度数据的实际需求,利用D.Sichen和S.Seetharaman等人的黏度模型和熔渣的正规溶液(RS)模型理论,建立了熔渣组元吉布斯黏流活化能、吉布斯混合自由能以及组成与熔渣黏度的函数关系,即熔渣黏度估算模型.并估算、测量了CaF2-CaO,Al2O3-CaO两个体系渣样的黏度.结果表明:对于CaF2-CaO渣系,黏度测量值与修正模型估算值吻合很好;对于Al2O3-CaO渣系,模型估算值与黏度测量值基本吻合,但在共晶点组成渣样的模型估算值与实际测量值吻合得更好.     

熔融铁粉捕集回收废催化剂中金属钯

根据FactSage 6.4计算的渣系等温相图，选取w(Al₂O₃)为30%左右的高铝体系为目标熔渣，采用中频感应炉熔炼，铁粉为捕集剂对废催化剂中的钯元素进行了回收.研究了熔渣体系二元碱度及捕集剂用量等对钯回收率的影响，分析了合金、尾渣成分及其微观形貌.结果表明，当熔炼温度为1550℃，熔渣体系二元碱度m_CaO/m_SiO2为0.6，m_铁粉/m_废催化剂为0.2时，钯元素回收率高达99%以上，回收效率最佳.尾渣呈深绿色玻璃态，钯含量低于5g/t，铁合金中富集钯的质量分数为0.76%，实现了废催化剂中钯资源的高效回收.     

不锈钢渣凝固过程中物相转变的热力学分析

采用热力学软件FactSage6.2，研究不锈钢渣凝固过程中的物相转变规律.结果表明:降低碱度和添加Al₂O₃含量均能降低硅酸二钙的析出温度，抑制硅酸二钙的产生，并促进黄长石相的生成.不锈钢渣中尖晶石相的含Cr量随着碱度的降低而增加，当碱度从1.6降到1.0时，Cr质量分数从24.93%增加到48.27%，同时凝固过程液态渣中的铬元素含量随着碱度的降低也有所减少.添加10%的Al₂O₃，有利于尖晶石相的析出，且随着温度的降低，Al³⁺逐步取代尖晶石中的Cr³⁺，尖晶石相中的Cr质量分数也由30.39%(1500℃)降低至13.88%(1300℃).     

利用显热对熔渣进行直接改质的热平衡分析及试验验证

采用热态改质方法可直接将冶金熔渣制备成高附加值材料,从而实现熔渣的“热”“渣”双利用,因此这一方法在熔渣资源化利用领域中已成为研究热点。本文选取熔融钢渣和河沙分别为典型熔渣和改质剂,模拟计算分析在1600益熔渣内掺入改质剂的过程中改质剂掺量对改质熔渣显热的影响,并对研究结果进行工业试验验证。研究表明：随着改质剂掺入,改质熔渣显热呈现先增加后减小的趋势;随改质剂掺量由5%增加到11%时改质熔渣显热反而增加,当改质剂掺量为11%时改质熔渣显热达到最大。从熔渣显热利用和改质效果综合考虑,改质剂掺量的理论最佳区间为11%~19%。现场试验表明,掺入12%左右的河沙后,改质熔渣流动性好,冷却渣安定性等性能改善显著。     

基于修正的(NBO/T)比值的黏度模型

针对传统的(NBO/T)比值计算方法在熔渣黏度预报上的不足,研究氧化物对熔渣聚合度的影响规律,修正了(NBO/T)比值的计算方法,计算结果反映了黏度随(NBO/T)比值变化的基本趋势.提出了一个基于修正的(NBO/T)比值的黏度预报模型.利用该模型预报了CaO-SiO2-Al2O3三元系、高炉渣CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元系和CaO-SiO2-Al2O3-RO(R2O)体系的黏度值,预报效果比传统的Urbain模型和修改后的Iida模型要好.该模型能有效预报CaO-SiO2-MgO-Al2O3-R2O(K2O或Na2O)体系黏度值.     

钛矿渣电硅热法生产钛硅合金时渣中TiO2的还原贫化行为

建立了实验条件下钛矿渣电硅热法冶炼钛硅合金时，渣中ＴｉＯ２还原贫化行为的数学模型；通过实验和数学模型研究冶炼温度，炉料初始碱度，还原剂用量，冶炼时间，渣中ＴｉＯ２等冶炼条件对渣中ＴｉＯ２还原贫化的影响。     

Enhancement of the nickel converter slag-cleaning operation with the addition of spent potlining

The slag cleaning (or matte settling) process was experimentally investigated at 1573 K using a fayalitic nickel converter slag containing spinel and matte/alloy particles. The addition of various amounts of spent potlining (SPL) was studied in terms of its influence on matte settling and the overall metal recoveries. The slags produced were characterized by scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, and wet chemical analysis using inductively coupled plasma optical emission spectrometry. The presence of solid spinel particles in the molten slag hindered coalescence and settling of matte/alloy droplets. Matte settling was effectively promoted with the addition of as little as 2wt% SPL because of the reduction of spinel by the carbonaceous component of the SPL. The reduced viscosity of the molten slag in the presence of SPL also contributed to the accelerated matte settling. Greater metal recoveries were achieved with larger amounts of added SPL. Fast reduction of the molten slag at 1573 K promoted the formation of highly dispersed metal particles/clusters via accelerated nucleation in the molten slag, which increased the overall slag viscosity. This increase in viscosity, when combined with rapid gas evolution from accelerated reduction reactions, led to slag foaming.     

ABS／LLDPE共混物熔体流变特性

采用毛细管流变仪测试了ABS/LLDPE共混物熔体的流变特性,发现共混物熔体的流动活化能对剪切速率非常敏感,熔体的剪切粘度随着LLDPE增加,剪切粘度迅速下降,同时讨论了ABS/LLDPE共混物微观相作用。     

电渣重熔过程钢中氧含量预测及控制

为降低电渣钢锭中的总w_○O,建立了预测界面传质速率的同步反应热-动力学模型,对电渣重熔过程的氧传递行为与电磁-流动-传热-传质进行耦合分析,并提出钢液中w_○O的控制方法.结果表明,随重熔过程的进行,熔渣中w_○FeO和钢液中w_○O均升高,呈现重熔前期“脱氧”、后期“增氧”的现象,渣池-电极端部和渣池-金属熔滴界面是w_○O升高的主要位置.当电流为1200~1800A时,熔炼相同长度电极时的钢液中w_○O从82.4×10^-6降低到70.6×10^-6;采用惰性气体保护,使钢液中w_○O从78.7×10^-6降低到15.3×10^-6;使用70% CaF₂+30% Al₂O₃渣系控制钢液中w_○O的效果最佳,低w_○Al2O3的渣系有利于降低钢液中w_○O.     

Preparation and visible-light photocatalytic property of nanostructured Fe-doped TiO2 from titanium containing electric furnace molten slag

Nanostructured Fe-doped titanium dioxide was synthesized from titanium containing electric furnace molten slag (TCEFMS) by using an alkali fusion, followed by a hydrolyzation-acidolysis-calcination route. The effects of alkali/slag mass ratio, calcinating temperature, calcinating time, and water/slag mass ratio on the extraction efficiency and purity of products were systematically studied in this paper. It is indicated that the best extraction efficiency of nanostructured Fedoped titanium dioxide is 99.35%, when the molten slag is calcinated at 700°C for 1 h with the mass ratio of alkali/molten slag of 1.5:1. The influence of alkali/slag mass ratio on the photocatalytic activity of final products was evaluated by the photodegradation of methyl blue under visible light irradiation. A maximum photodegradation efficiency of 88.12% over 30 min was achieved under the optimum conditions.