一种特殊类型的夕卡岩—镁铝夕卡岩的矿物特征

在研究我国河北省邯邢铁矿的过程中,发现了一种矿物组成比较特殊的夕卡岩。其组成矿物主要有富铝透辉石、绿脆云母、尖晶石、钙镁橄榄石、钙铝榴石、富铝角闪石、硅硫磷灰石、及蓝色方解石等。与我国常见的钙夕卡岩及镁夕卡岩有明显不同。它作为一个早期独立的阶段分布在各矿区,因其组成的矿物中富含镁、铝,故名“镁铝夕卡岩”。其后期的热液蚀变产生了众多的罕见矿物如雪硅钙石、碳硅钙石、吉水硅钙石、硅灰石膏等及大量沸石类矿物,但无石英,酷似基性火山岩的蚀变产物。矿物学研究表明,这种夕卡岩形成于一种富镁、铝而SiO_2不饱和的地球化学环境和高温低XCO_2的条件。     

高炉渣稳定熔融态转炉渣中游离CaO的实验研究

通过配加高炉渣,改变R(R=w(CaO)/w(SiO_2))来对转炉渣进行稳钙改质处理。结果表明:高炉渣可以有效稳定转炉渣中f-CaO,当R=1.5,1 500℃下恒温30 min时,f-CaO的消解率达到80.22%;经过XRD分析和FESEM显微观察可知,熔混渣主要矿相为钙铝黄长石、镁黄长石和镁铁尖晶石,f-CaO含量降低与钙铝黄长石、镁黄长石的增加呈正相关。     

碳氮化含钛高炉渣对铁沟捣打料抗氧化性及抗渣性的影响

测定碳氮化处理后含钛高炉渣的熔化特性,并研究在高炉铁沟捣打料中加入碳氮化含钛高炉渣后对材料抗氧化性及抗渣性的影响。结果表明,含钛高炉渣经碳氮化处理后,渣中主要的矿物相为氮化钛或碳氮化钛和钙镁黄长石或钙铝黄长石,渣中相的组成和含量受还原温度影响较大,随着渣的还原温度升高,还原渣的熔点呈上升趋势;将还原渣引入到高炉铁沟捣打料中,部分或完全替代碳化硅原料,可明显提高捣打料的抗氧化性,最佳的渣加入量为7%,过多将会导致捣打料抗氧化性减弱;因Ti(C,N)具有优良的抗渣性能,碳氮化含钛高炉渣的引入不影响高炉铁沟捣打料的抗渣性。     

TiO_2含量对低镁含锰渣的流动性和热力学性质的影响

为探究钛矿护炉和锰矿洗炉条件下TiO_2对炉渣流动性和热力学性质的影响机理,本文通过黏度实验和FactSage热力学软件计算,分析了不同TiO_2含量低镁含锰渣的黏度和熔化温度、热焓及活度等热力学性质变化。结果表明,随着TiO_2含量的增加,炉渣黏度、熔化性温度和完全熔化温度降低,炉渣的流动性和热稳定性改善。炉渣热焓和液相中的TiO_2活度随TiO_2含量的增加而增大,而热焓的增大将增加高炉的热量消耗和燃料比。在冷却结晶过程中,TiO_2含量的增加有利于增大钙长石、钙钛矿和橄榄石等物相的析出量,而黄长石和硅灰石的析出量则随TiO_2含量的增加而降低。     

矿物棉纤维的非等温析晶动力学研究

利用差热分析仪和X射线衍射仪研究了矿物棉纤维的析晶行为.矿物棉纤维的差热曲线上存在两个重叠的析晶峰.X射线衍射结果和扫描电镜分析结果表明该矿物棉在高温下析出两个结晶相：钙镁黄长石和钙长石,前者的析晶温度范围为850～920℃,后者的析晶温度范围为880～1 010℃.利用Ozawa方程和修正的Kissinger方程分析了两个析晶相的析晶机理和析晶活化能.钙镁黄长石的Avrami指数n为0.682,属于表面析晶机理,与扫描电镜观察到的结果相吻合;扫描电镜观察到钙长石生长方式为三维生长方式;计算得到钙镁黄长石和钙长石的晶体生长活化能EG分别为248 kJ.mol-1和347 kJ.mol-1.     

不同类型含钛高炉渣主要冶金性能及物相

根据渣中TiO_2及Al_2O_3质量分数不同对高炉渣进行划分,以钒钛磁铁矿现场高炉渣为基准,采用纯化学试剂配制渣样,在中性气氛下对比研究低、中、高钛型钒钛矿高炉渣及低、中、高铝型钒钛矿高炉渣主要冶金性能。同时,运用XRD物相分析及Factsage 6.4热力学软件对各渣系主要组成物相及其变化进行分析。研究结果表明:低、中、高钛渣熔化性温度逐渐增大,初始黏度和高温黏度降低,渣系热稳定性和化学稳定性先变好后变差,渣中黄长石相骤减,辉石、钙钛矿相数量增多。低、中、高铝渣熔化性温度、初始黏度和高温黏度升高,渣系热稳定性和化学稳定性变差,渣中镁铝尖晶石等高熔点物相数量增多。     

攀枝花直接还原钛渣的矿物学特征

以中国攀枝花直接还原钛渣为研究对象,采用化学分析、X线衍射分析和矿物解离度分析等对其矿物学性质进行研究。研究结果表明:直接还原钛渣中TiO2品位为46.80%,其中的矿物主要为黑钛石,质量分数为50.28%,其次为尖晶石、中长石、钛辉石、橄榄石和自然铁等。直接还原钛渣中各矿物相互之间均存在共生关系,且部分矿物颗粒共生关系复杂。Ti在各矿物中均有分布,其中绝大部分赋存在黑钛石中,分布率达到94.34%。直接还原钛渣在电炉熔分的过程中,镁等元素通过类质同象掺杂进入黑钛石晶体中,使黑钛石携带杂质元素。     

镍沉降渣深度还原过程中的相变特征

通过化学成分、光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜能谱分析等测试手段,分析了镍沉降渣矿物成分和嵌布特点和沉降渣深度还原过程中物相的转变特征,结果表明,渣的物相由铁镁橄榄石和玻璃质组成.渣中主要有用成分铜镍铁硫化物嵌布粒度微细,分布无规律,回收困难.经深度还原,沉降渣逐渐转变为镁黄长石、含镍金属铁、辉石、钙霞石、钠闪石、石英等新的矿物成分,加热至1300℃,还原产物物相组成稳定,镁黄长石和含镍金属铁相对含量最高.还原时间也是影响还原效果重要因素,含镍金属铁相对含量随还原时间的增加而增长,120 min时相对含量最高.热力学分析表明,镍沉降渣深度还原过程中主要发生的反应为铁镁橄榄石与氧化钙作用生成镁黄长石和FeO,FeO被C和CO还原为金属铁.金属硫化物与CaO和C通过氧化还原作用,生成的金属铜和镍溶于金属铁中,产生的CaS与硅酸盐一起析出.     

含钛电炉熔分渣碱熔过程中 Ti元素的选择性富集及MgAl2O4的物相转化规律

以KOH为改性剂,利用渣碱共熔反应对攀钢含钛电炉熔分渣进行改性处理,成功地将炉渣中Ti元素从原来的重钛酸镁选择性地富集到偏钛酸钾中,同时渣中镁铝尖晶石和镁橄榄石转化为易溶于水的铝酸盐和硅酸盐.采用X射线衍射技术研究了共熔反应中煅烧温度、渣碱比(含钛电炉熔分渣的质量与KOH质量之比)、保温时间等对Ti元素迁移富集和镁铝尖晶石转化的影响.当渣碱比为1：2.1、煅烧温度700℃及保温时间1 h时,生成的偏钛酸钾衍射峰达到最强,镁铝尖晶石的衍射峰最弱,有效地实现了Ti元素的选择性富集及镁铝尖晶石的物相转化.实验证实了较高K/Ti比( K2 O与TiO2的摩尔比)是生成偏钛酸钾的主要原因.以最佳碱熔条件下得到的共熔渣为原料,经过后续处理,在850℃的条件下合成了六钛酸钾纳米晶须.     

钙硅摩尔比对硅钙石及磷结晶产品的影响

以电石渣和白炭黑为原料合成硅钙石,并以硅钙石为晶种结晶,考察了不同钙硅摩尔比对硅钙石及磷结晶产品结构的影响;研究发现钙硅比的差异对硅钙石及磷结晶产品的影响较大,钙硅比为1.75∶1时合成羟基硅钙石与磷酸盐反应后的磷结晶产品主要为晶型异常的羟基磷灰石晶体,而其他几种钙硅比下的磷结晶产品主要为不同形式的磷酸钙,不同的钙硅比导致了硅钙石结晶程度的差异,影响了其反应活性,进而影响硅钙石释放Ca2+和OH-的能力,因此得到不同结构的磷酸钙及羟基磷灰石;钙硅比为1.75∶1的条件下合成的羟基硅钙石最有利于以结晶为羟基磷灰石的形式从废水中回收磷。     

TiO2对含铬高钛熔分渣熔化性能和黏度的影响

A study on the melting and viscosity properties of the chromium-containing high-titanium melting slag (CaO–SiO₂–MgO–Al₂O₃–TiO₂–Cr₂O₃) with TiO₂ contents ranging from 38.63wt% to 42.63wt% was conducted. The melting properties were investigated with a melting-point apparatus, and viscosity was measured using the rotating cylinder method. The FactSage 7.1 software and X-ray diffraction, in combination with scanning electron microscopy–energy-dispersive spectroscopy (SEM–EDS), were used to characterize the phase equilibrium and microstructure of chromium-containing high-titanium melting slags. The results indicated that an increase in the TiO₂ content led to a decrease in the viscosity of the chromium-containing high-titanium melting slag. In addition, the softening temperature, hemispheric temperature, and flowing temperature decreased with increasing TiO₂ content. The amount of crystallized anosovite and sphene phases gradually increased with increasing TiO₂ content, whereas the amount of perovskite phase decreased. SEM observations revealed that the distribution of the anosovite phase was dominantly influenced by TiO₂.     

六元熔融还原渣黏度的分析

结合高效脱磷能力的熔融还原冶炼惠民高磷铁矿工艺及HIsmelt熔融还原炼铁技术的特点选取CaO-MgO-FeO-Al2O3-SiO2-P2O5六元熔渣作为研究对象其熔渣成分为：二元碱度R(CaO/SiO2)0.8～1.4Al2O3质量分数为6.4%～15.4%P2O5质量分数为0～3%、MgO、FeO质量分数分别为4%、6%采用纯化学试剂配制熔渣。借助扫描电子显微镜对炉渣矿物组成和微观结构进行研究采用RTW-10熔体物性综合测试仪研究熔渣成分的变化对黏度产生的影响。研究表明：该熔渣矿相结构主要以黄长石(钙铝黄长石、钙镁黄长石)为主呈方形状、粗大骨架状结构。当P2O5或Al2O3质量分数一定时随着碱度的提高熔渣的黏度降低;当碱度或P2O5质量分数一定时熔渣的黏度随Al2O3质量分数的增加而增大;当碱度或Al2O3质量分数一定时黏度均随着P2O5质量分数的增加而提高。     

Fluoride evaporation and crystallization behavior of CaF2–CaO–Al2O3–(TiO2) slag for electroslag remelting of Ti-containing steels

To elucidate the behavior of slag films in an electroslag remelting process, the fluoride evaporation and crystallization of CaF₂–CaO–Al₂O₃–(TiO₂) slags were studied using the single hot thermocouple technique. The crystallization mechanism of TiO₂-bearing slag was identified based on kinetic analysis. The fluoride evaporation and incubation time of crystallization in TiO₂-free slag are found to considerably decrease with decreasing isothermal temperature down to 1503 K. Fish-bone and flower-like CaO crystals precipitate in TiO₂-free slag melt, which is accompanied by CaF₂ evaporation from slag melt above 1503 K. Below 1503 K, only near-spherical CaF₂ crystals form with an incubation time of less than 1 s, and the crystallization is completed within 1 s. The addition of 8.1wt% TiO₂ largely prevents the fluoride evaporation from slag melt and promotes the slag crystallization. TiO₂ addition leads to the precipitation of needle-like perovskite (CaTiO₃) crystals instead of CaO crystals in the slag. The crystallization of perovskite (CaTiO₃) occurs by bulk nucleation and diffusion-controlled one-dimensional growth.     

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.     

热轧H型钢控冷过程温度场研究

为了改善热轧H型钢组织状态,本文采用有限元数值模拟不同控冷工艺下的热轧H型钢温度场,获得较优控制冷却工艺:从初冷温度900℃,空冷5 s,再水冷6 s(水流密度不同,其中R角强冷为5.5 L/(m2·s),腹板3.5 L/(m2·s),翼缘为4.5 L/(m2·s),最后空冷5 s。结果表明:温度场模拟值与实测数据基本相符,合理的控冷方案会细化金相组织的晶粒,从而提高了H型钢的力学性能,为进一步优化控冷工艺提供了理论基础。     

冷却速率对高碳铬铁粉电磁性能的影响

采用矢量网络参数法在1~18 GНz频段内分别对电阻炉、空气和水浴中冷却的高碳铬铁粉的电磁性能进行研究.随着冷却速率的提高,高碳铬铁粉的相对复介电常数实部和虚部在大多数频率下均增大.空冷和水冷粉料的相对复介电常数虚部在12~18 GНz频率范围内因极化弛豫而产生较大的峰值.同一频率下相对复磁导率实部随冷却速率变化的趋势与相对复介电常数相反.水冷粉料的相对复磁导率虚部在3~5GНz以外的频段内均大于另两组冷却粉料,且三组粉料的虚部在低频及高频条件下均具有峰值.在2.45 GНz的微波加热频率下,炉冷、空冷及水冷粉料的反射损耗分别为-2.30、-2.15和-2.07 dB.水冷粉料的介电损耗因子及磁损耗因子最大,微波场下具有最佳的升温速率与反应效果.     

冷却方式对CB2钢中BN相形态及力学性能的影响

为研究冷却方式对新一代铁素体耐热钢中BN相形态及力学性能的影响,制备了含B质量分数为0.012%的CB2钢,经过1 100℃奥氏体化后,分别进行了空冷和水冷.结果表明:经过奥氏体化的CB2钢随着冷却速度的增加,基体中BN相的尺寸随着减小,水冷试样的基体中出现尺寸为600 nm的BN相,并且试样的力学性能都得到了提升;空冷试样中BN相呈不规则块状,内部出现裂纹和碎裂现象,而水冷试样中BN相呈长方体型,结构紧实;冷却速度的增加,缩短了CB2钢基体中BN晶核长大阶段的时间,而过冷度的增大,使BN的形核率增加,因而在基体中形成弥散分布的细小BN相.     

Electrorheological effect of Ti-bearing blast furnace slag with different TiC contents at 1500℃

The electrorheological properties of CaO–SiO2–Al2O3–MgO–TiO2–TiC slags were investigated to enhance understanding of the effect of TiC addition on the viscosity, yield stress, and fluid pattern of Ti-bearing slags in a direct-current electric field. The viscosities and shear stresses of 4wt% and 8wt% TiC slags were found to increase substantially with increasing electric field intensity, whereas virtually no rheological changes were observed in the 0wt% TiC slag. The Herschel–Bulkley model was applied to demonstrate that the fluid pattern of the 4wt% TiC slag was converted from that of a Newtonian fluid to that of a Bingham fluid in response to the applied electric field; and the static yield stress increased linearly with the square of the electric field intensity.     

钢渣基高碱度微晶玻璃的一步法制备及工艺参数研究

为了提高微晶玻璃原料中高钙冶金渣的掺量,需要制备出碱度更高的微晶玻璃. 本文采用一步法,以钢渣为主要原料,制备碱度( CaO与SiO2的质量比)为0. 9的钢渣基高碱度微晶玻璃. 通过X射线衍射分析、扫描电镜和性能测试等手段,研究热处理条件对微晶玻璃微观形貌及线收缩率、体积密度和抗折强度等性能的影响规律. 研究表明,高碱度微晶玻璃适合采用一步法制备工艺,当在1100℃保温120 min时,微晶玻璃烧结过程基本完成,此时获得最大体积密度2. 4 g·cm-3 ,最高抗折强度56. 4 MPa. 微晶玻璃的主晶相为钙铝黄长石,副晶相为辉石. 基础玻璃颗粒在升温过程中完成了成核和析晶过程,而在保温过程中主要进行的是基础玻璃颗粒的烧结致密化和晶体的进一步发育. 升温至1100℃保温30 min,微晶玻璃的抗折强度超过45 MPa,微晶玻璃内部晶体呈方柱状交织排列并构成晶体骨架分布在残余的玻璃基体中;随着保温时间的增加,微晶玻璃的线性烧结收缩率、体积密度和抗折强度均逐渐增大,而晶相的含量基本保持不变,晶体逐渐由球形颗粒状和短柱状发育为长柱状. 晶体的形状以及与残余玻璃相构成的整体致密结构是导致高碱度微晶玻璃力学性能提高的主要因素.     

MgO含量对CaO-Al2O3-MgO-FexO-SiO2-K2O系熔体性质的影响

研究了MgO含量变化对CaO-Al2O3-MgO-FexO-SiO2-K2O系熔体黏度和熔化特性的影响,结合X射线衍射和扫描电镜分析熔渣冷却过程中的物相析出,并通过FactSage软件计算了该体系的黏度、熔点和冷却过程中析出相的含量与温度的关系,并与实验结果进行了对比和分析.结果表明,MgO含量的增多会造成熔渣熔化温度的升高,黏度随温度变化时会出现黏度骤增的转折点,高于转折点温度时,熔渣黏度随MgO含量变化不大,同时该转折点温度随MgO含量的增加而升高.在熔渣冷却过程中析出相主要为固溶的橄榄石相和Fe3O4尖晶石相,MgO含量的增大可以促进橄榄石相的析出,熔体黏度骤增主要由于橄榄石相的析出造成的.