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.     

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.     

高温对碱矿渣水泥石产物及微结构的影响

通过X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等微观测试手段,分别对水玻璃和NaOH为碱组分的碱矿渣水泥石高温后的产物和微观形貌进行分析.结果表明:以水玻璃和NaOH为碱组分的碱矿渣水泥石高温后的产物和形貌变化规律相似;受火温度为400℃以下时,质量损失主要是由于可蒸发水的失去;受火温度为600℃时,碱矿渣水泥石中大量的C-S-H凝胶失去结合水,结构分解并发生固相反应,反应产物为钙黄长石;800～1 000℃时,C-S-H凝胶特征峰消失,碱矿渣水泥石结构主要由钙黄长石晶体组成.     

粉煤灰对高炉渣调质效果的影响

将粉煤灰作为调质剂对高炉渣进行调质处理,之后计算调质渣的酸度系数,检测其矿物组成与熔渣粘度随温度的变化情况,研究调质后的矿渣是否符合作为制备矿渣纤维原料的要求。实验结果表明,当矿渣酸度系数小于1．0时,矿渣中矿物以黄长石类为主,温度一粘度曲线出现明显的拐点。当矿渣酸度系数介于1．2～1．8时,矿渣以非晶态玻璃相为主,粘度随温度的变化较均匀,不再出现陡升现象,成纤温度区间变宽。     

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。     

利用铁尾矿高温改性钢渣的性能

研究了铁尾矿高温改性处理对钢渣体积稳定性和胶凝性能的影响,结合X射线衍射分析、扫描电镜观察和能谱分析等测试方法,对改性钢渣的矿物组成和微观形貌进行了分析.发现铁尾矿的高温改性显著降低了钢渣中游离氧化钙(f--CaO)的含量,提高了钢渣胶凝性能.铁尾矿掺加质量分数为20%和处理温度为1250℃时,钢渣中f--CaO的质量分数由4.84%降低至1.82%,降幅达到62.4%,28d活性指数比原始钢渣体系提高5.6%.铁尾矿掺量由10%增加至30%时,改性钢渣中相继出现镁蔷薇辉石、镁黄长石和钙镁辉石等硅酸盐矿相.高温改性过程促使RO相分解,RO相中的FeO转化为磁铁矿相(Fe3O4).     

冷却方式对低钛高炉渣矿物组成和矿相结构的影响

应用X射线衍射仪、偏光显微镜和扫描电镜对水淬和空冷低钛高炉渣的矿相组成、显微结构、TiO2分布规律及其差异性进行研究.结果表明：水淬渣和空冷渣中主要矿物组成均为玻璃质、钙钛矿、钙铝黄长石和镁硅钙石,但是两种炉渣中各矿物组分含量相差较大,空冷渣中钙铝黄长石和钙钛矿的平均体积分数分别为62.5%和12.5%,是水淬渣中钙铝黄长石和钙钛矿的2.27倍和1.92倍,而玻璃质的平均体积分数不足水淬渣的1/3.水淬渣和空冷渣中矿相显微结构差异较大,空冷渣中钙铝黄长石为钉齿状,而水淬渣中钙铝黄长石为呈羽毛状和针状,且结晶粒度较小,钙钛矿在水淬渣和空冷渣中分别呈星点状和树枝状分布,两种炉渣中镁硅钙石都为纺锤体形;水淬渣中TiO2主要分布在钙钛矿、玻璃质和钙铝黄长石中,而空冷渣中TiO2主要分布在钙钛矿和钙铝黄长石中,并且空冷渣中钙钛矿TiO2的分布率比水淬渣高8.41%,空冷方式更有利于将TiO2聚集在钙钛矿中.     

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。     

低碱度钢渣基油井及地热井胶凝材料的研究——Ⅰ低碱度钢渣的化学成分、矿物组成和矿相特征

通过化学分析、XRD、OM研究了低碱度钢渣的化学成分、矿物组成和矿相特征及其内在联系 ,建立了低碱度钢渣的分类概念。低碱度钢渣是指碱度小于 2 .4,以橄榄石、镁蔷薇辉石、RO相、硅酸二钙为主要矿物的钢渣     

调质高炉渣非等温析晶动力学研究

采用Factsage热力学软件模拟了调质高炉渣矿物的析出过程.结合高温综合热分析(DSC)、场发射扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了调质高炉渣的析晶过程,并根据DSC曲线用Kissinger,Ozawa和Augis-Bennett方程计算出了析晶反应的活化能.借助Augis-Bennett方程计算了晶体生长指数n,确定了晶化机理.结果表明:随着升温速率的增加,调质高炉渣由三维体积析晶逐渐向表面析晶转变,酸度系数为1.3和1.4的调质高炉渣在高温下的主要析出相均为镁黄长石和钙铝黄长石,析晶活化能分别为469 kJ/mol;471 kJ/mol(T_(p1)),393 kJ/mol(T_(p2)).     

激光熔覆NiCrBSi合金涂层的裂纹形成机理

从微观组织研究了激光熔覆NiCrBSi镍基涂层的裂纹形成机理,分析了涂层显微组织、裂纹形貌和断口成分.结果显示：Ni60涂层具有高裂纹敏感性,即使涂层与基体热膨胀系数差异较小,涂层也容易开裂.原因是：① Ni60涂层包含大量的粗大硬质初生相和硬质共晶组织以及较少的韧性相,具有高的脆硬性; ② 断口聚集含Ca、S、Si等元素的熔渣;③ 粗大的硬质相妨碍了液体金属的自由流动,造成金属基体的不连续性;④ 粗大硬质相晶界处的液膜易在拉应力作用下破裂,形成缩孔或微裂纹,从而成为裂纹源.此外,裂纹在顶端起裂并向下扩展,裂纹多沿粗大硬质相晶界扩展,具有典型的凝固裂纹特征.     

调质高炉渣纤维化过程析晶行为的热力学研究

以Ca O-Mg O-Si O_2-Al_2O_3四元渣系为研究对象,利用Factsage 6.4热力学软件,研究冷却过程中黄长石等高熔点矿相的析出热力学现象,解析碱度、Mg O和Al_2O_3含量等因素对不同组分调质高炉渣中晶相析出的影响规律。结果表明:随着碱度的增加,析晶温度逐渐升高,液相量逐渐减少,黄长石的析出量先增加后减少,当碱度为1.2时黄长石的析出量达到最大;随着Mg O含量的增加,析晶温度逐渐升高,1 275~1 420℃黄长石的析出量逐渐增加,液相量逐渐减少,1 240~1 275℃黄长石的析出量逐渐减少,液相量逐渐增加;随着Al_2O_3含量的增加析晶温度逐渐增加。     

一种多次分相乳浊釉及其乳浊机理

研制了一种具有相当遮盖力和白度的新型分相乳浊釉，其主要成分为ＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯ，ＭｇＯ，ＺｎＯ，Ｋ２Ｏ和Ｎａ２Ｏ通过电子显微镜观察，证实这种釉是分相乳浊釉，引用玻璃分相理论进行分析，探讨其产生分相现象的原因和其光学乳浊原理。     

矿物掺合料对低水胶比混凝土干缩和自收缩的影响

研究了粉煤灰(0%、10%、30%、50%)、矿粉(0%、10%、30%、50%)以及硅灰(0%、10%、20%)对水胶比为0.24的低水胶比混凝土干缩和自收缩性能的影响规律,并采用双曲线函数的收缩表达式对试验结果进行拟合,定量化地揭示了矿物掺合料对收缩随时间发展趋势的影响,分析了干缩与自收缩的关系.结果表明:粉煤灰有利于减少低水胶比混凝土的干缩,矿粉次之,硅灰略增大混凝土的干缩;粉煤灰有利于减少低水胶比混凝土的自收缩值,矿粉增大了自收缩,硅灰非常明显地增大混凝土自收缩;低水胶比混凝土的自收缩在所测试的干缩中占有很大的比重,而且随着粉煤灰、矿粉和硅灰掺量的增加所占的比重均逐渐增大.     

Formation mechanism of the protective layer in a blast furnace hearth

A variety of techniques, such as chemical analysis, scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy, and X-ray diffraction, were applied to characterize the adhesion protective layer formed below the blast furnace taphole level when a certain amount of titanium- bearing burden was used. Samples of the protective layer were extracted to identify the chemical composition, phase assemblage, and distribution. Furthermore, the formation mechanism of the protective layer was determined after clarifying the source of each component. Finally, a technical strategy was proposed for achieving a stable protective layer in the hearth. The results show that the protective layer mainly exists in a bilayer form in the sidewall, namely, a titanium-bearing layer and a graphite layer. Both the layers contain the slag phase whose major crystalline phase is magnesium melilite (Ca₂MgSi₂O₇) and the main source of the slag phase is coke ash. It is clearly determined that solid particles such as graphite, Ti(C,N) and MgAl₂O₄ play an important role in the formation of the protective layer, and the key factor for promoting the formation of a stable protective layer is reasonable control of the evolution behavior of coke.     

矿渣预处理与碱碳酸盐-矿渣胶凝材料的性能

碱激发碳酸盐矿胶凝材料是在常温下直接制备得到的一种低环境负荷型胶凝材料，其与高炉矿渣复合后可以获得更好的早强、高强和抗渗性能。但是，与高炉矿渣的复合会引起胶凝材料的工作性能如凝胶时间和流动性能等的急剧变差，且难以采用传统的缓凝技术如碱矿渣水泥的缓凝技术等加以解决。研究发现，当对矿渣采用低浓度的硅酸钠溶液进行一定时间的预处理后可以较好地解决上述问题。研究结果表明：矿渣的预处理能够使该胶凝材料的凝胶时间得到较大幅度的延长和流动性能得到较为显著的改善，但会使材料强度有所降低；凝胶时间延长和流动性能改善的幅度随着材料中矿渣质量掺量的提高和硅酸钠浓度的增大而减小。     

不同钒钛磁铁矿炉料冶金性能的对比研究

取两种典型的钒钛磁铁矿对应的烧结矿和球团矿,研究其物相组成和微观结构并进行比较分析.模拟现场高炉条件,在实验室测定炉料软熔滴落性能,并对未滴落渣进行物相分析和微观结构分析.结果表明:高铬钒钛磁铁矿烧结矿以磁铁矿、赤铁矿为主,有少量的铁酸钙和硅酸盐,而高钛钒钛磁铁矿烧结矿铁酸钙和硅酸盐较多,还出现明显的钙钛矿;两种钒钛磁铁矿球团矿没有明显差异.相比高钛钒钛磁铁矿炉料,高铬钒钛磁铁矿炉料有高的熔化温度,较窄的熔化区间,其更有利于高炉的顺行.高铬钒钛磁铁矿未滴落渣以黄长石为基质相,而高钛钒钛磁铁矿未滴落渣以辉石为基质相,在金属铁周围遍布较多粒状TiC.     

熔渣的化学成分和组织特性对脱渣性的影响

通过4种不锈钢焊条对比试验,研究了焊接熔渣的化学成分和组织特征对脱渣性的影响,建立了脱渣性与熔渣成分之间的回归方程。结果表明,熔渣的碱度可以反映各氧化物的交互作用;具有粗大不均匀第二相组织的渣容易去除;渣中较多的白色球状相是导致粘渣的有害组织。     

丙烯酸改性水性聚氨酯结构设计及其规律

采用丙烯酸树脂（ＰＡ或ＰＡ′） 对水性聚氨酯（ＰＵ） 改性,研究了经丙烯酸树脂改性的水性聚氨酯的结构设计及其规律．结果表明,通过ＰＵ分子链与ＰＡ分子链形成化学键,能使材料中ＰＵ 分子链与ＰＡ分子链具有较高的相容性和共混程度;采用机械共混方式,能使机械共混物ＰＵ 分子链、ＰＡ 分子链之间达到有限的共混程度;实施核壳型聚合方式,能使材料ＰＵ分子链与ＰＡ或ＰＡ′分子链之间处于一定的微相分离状态．