CaO-SiO2-Al2O3-FeO-CaF2-La2O3-Nb2O5-TiO2渣系的活度计算模型

根据熔渣结构的分子离子共存理论,建立了CaO-SiO2-Al2O3-FeO-CaF2-La2O3-Nb2O5-TiO2八元渣系的活度计算模型.利用该活度模型,计算和分析了此渣系中铌、稀土、钛相关组元的活度变化规律.实验结果表明,模型计算结果与实际测量值能较好吻合;在本实验渣系条件下,含铌组元主要为FeO·Nb2O5,含...     

CaO-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3渣系中组元活度的计算

根据分子和离子共存理论,建立了CaO-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3渣系的活度计算模型,并利用模型对渣中各组元的活度进行了计算,分析了w(CaO)对渣中组元活度的影响.结果表明,在CaO-Al2O3渣系中,当w(CaO)小于45%时,随着w(CaO)的增加,3CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3的活度不断升高,而CaO·Al2O3的活度变化不大;当w(CaO)大于45%时,随着w(CaO)的增加,CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3的活度不断降低,而3CaO·Al2O3的活度则略有升高.在CaO-SiO2-Al2O3渣系中,12CaO·7Al2O3的活度低于其在CaO-Al2O3渣系中的活度,随着w(CaO)的增加,CaO和3CaO·Al2O3的活度不断升高,2CaO·SiO2的活度则不断降低,CaO·Al2O3的活度呈现先升高后降低的趋势.     

NaNO3-H3BO3-H2O三元体系在50℃时的相平衡研究

应用湿渣法测定了NaNO3-H3BO3-H2O三元体系在50℃下的平衡数据及平衡液相的密度、折光率、电导率等物化性质,用等腰直角三角形绘制了NaNO3-H3BO3-H2O三元体系的等温相图。结果表明,在硼酸组成为5．73％,硝酸钠的组成为48．51％时该体系形成共饱和溶液,并且在该温度下无复盐和水合物生成。用经验公式对平衡液相的密度、折光率进行了计算,计算值与实验值基本吻合。     

CaO-Al2O3-SiO2-TiO2渣系熔化性能实验

含钛炉渣的研究往往关注于其对炼铁的影响,较少涉及精炼渣应用.为完善前人研究,确定TiO2对精炼渣系熔点的影响和促进合钛废渣的资源化再利用,通过实验和Factsage理论计算对CaO-Al2O3-SiO2-TiO2渣系的熔化性能进行了研究.实验以炉渣熔点为指标,考察了二元碱度、Al2O3和TiO2含量对渣系熔点的影响.3个因素的变化范围分别为:二元碱度4～7.9,Al2O3含量30％～45％和TiO2含量1％～7％.研究结果表明:二元碱度对渣系熔点的影响显著,其他因素的影响不显著;试验条件下该渣系最低熔点炉渣的二元碱度为6.6,Al2O3为35％和TiO2为5％,对应熔点为1 354℃;TiO2含量低于3％时,渣系液相区面积变化很小可以忽略,TiO2含量在3％～10％的范围,TiO2含量越高液相区面积越大.实验条件下该渣系的熔化性能能够满足炼钢精炼渣要求.     

CaO-FeO-Fe2O3-SiO2-Cu2O渣系作用浓度计算模型

基于炉渣结构共存理论,建立1 523～1 733 K时的CaO-FeO-Fe2O3-SiO2-Cu2O五元渣系作用浓度计算模型,对成分(质量分数)波动范围为CaO 5%～20%,FeO 5%～50%,Cu2O 5%～25%,SiO2 5%～45%,Fe2O3 5%～70%的炉渣,计算1 523和1 573 K时的各组元作用浓度,考察碱度和温度对活度系数和的影响,并对所得数据进行非线性回归分析.研究结果表明,理论计算值与文献实测值之间的相对误差小于10%,且随渣含铜增加呈直线上升的趋势一致,说明模型能较好地反映本渣系的结构本质;CaO能降低炉渣的溶铜能力,增强炉渣的溶铁能力.该模型的建立为采用铁酸钙渣系的炼铜新工艺热力学研究提供了理论依据.     

含挥发性物质B2O3渣系活度的测定

根据渣－金化学平衡原理，以石墨作坩埚，在一个半密闭的石墨容器内，用铜作熔剂，测定了ＭｇＯ－Ｂ２Ｏ３渣系中Ｂ２Ｏ３的活度；用锡作熔剂，测定了ＣａＯ－Ｂ２Ｏ３渣系中ＣａＯ的活度，用α函数积分法分别计算了ＭｇＯ－Ｂ２Ｏ３渣系中ＭｇＯ的活度，ＣａＯ－Ｂ２Ｏ３渣系中Ｂ２Ｏ３的活度。实验结果表明，半密闭容器有效地抑制了Ｂ２Ｏ３在高温下的挥发，得到的活度曲线与文献报道的利用相图和生成自由能计算得到的结果相符。     

高铝钢精炼渣的热力学计算与分析

为了在高铝钢中得到最低的溶解氧含量,必须找到CaO-Al2O3-MgO体系中Al2O3活度最低点的位置。因此,利用炉渣结构的共存理论,结合CaO-Al2O3-MgO相图,利用Matlab软件计算了CaO-Al2O3-MgO体系中Al2O3活度。通过对不同模型计算出的CaO-Al2O3渣系中Al2O3活度值比较,表明其变化趋势基本相同。由共存理论对CaO-Al2O3-MgO体系中Al2O3活度进行计算得到,在一定的MgO含量下,随着CaO含量增加,炉渣中Al2O3活度降低;在一定的CaO含量下,随着MgO含量增加,炉渣中Al2O3活度降低,且Al2O3活度最低值在CaO和MgO均达饱和的区域。     

转炉提钒终点钒的分配行为

运用共存理论建立了钒渣活度计算模型,分析了钒渣成分和温度对渣中FeO、V2O3活度及活度系数的影响;通过实验和理论计算,分析了转炉提钒终点钒渣成分和温度对钒在渣和半钢间分配行为的影响.结果表明,渣中FeO的活度和活度系数随MnO和FeO含量的增加而增加,随V2O3、SiO2和TiO2含量的增加而减小,其值分别在10-1和100的数量级上,而渣中V2O3的活度及活度系数在同样条件下的变化与FeO相反,其值分别在10-2和10-1的数量级上;半钢V的质量分数一般在0.02%～0.06%之间,随温度以及渣中V2O3、TiO2和SiO2含量升高而升高,随FeO含量降低而升高;V在渣金间的分配比为100～500,随温度和渣中TiO2、SiO2含量升高而降低,随FeO含量升高而升高;存在一个临界V2O3含量使得V在渣金间的分配比达到最大,该值的理论计算结果为23.77%,实验结果在15%～20%.     

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．     

V2O5/γ-Al2O3催化四氢糠醇合成吡啶

研究了以四氢糠醇（THFA）、氨为原料，V2O5／γ-Al2O3为催化剂经气固相接触催化合成吡啶的反应．采用XPS、BET时催化剂进行了表征，用气相色谱-质谱联用仪对反应产物进行了分析，确定了主要产物吡啶．考察了反应温度、四氢糠醇流量、V2O5负载量和催化剂用量时反应的影响．结果表明，在反应温度为500℃，n（THFA）：n（NH3）=1：5，V2O5／γ-Al2O3负载量为20％的条件下，四氢糠醇的转化率为93．47％，吡啶的选择性为77．43％。吡啶的反应收率达到72．38％．     

Effect of Al2O3 on the viscosity of CaO-SiO2-Al2O3-MgO-Cr2O3 slags

We investigated the effect of Al2O3 content on the viscosity of CaO-SiO2-Al2O3-8wt%MgO-1wt%Cr2O3(mass ratio of CaO/SiO2 is 1.0,and Al2O3 content is 17wt%-29wt%)slags.The results show that the viscosity of the slag increases gradually with increases in the Al2O3 content in the range of 17wt%to 29wt%due to the role of Al2O3 as a network former in the polymerization of the aluminosilicate structure of the slag.With increases in the Al2O3 content from 17wt%to 29wt%,the apparent activation energy of the slags also increases from 180.85 to 210.23 kJ/mol,which is consistent with the variation in the critical temperature.The Fourier-transform infrared spectra indicate that the degree of polymerization of this slag is increased by the addition of Al2O3.The application of Iida’s model for predicting the slag viscosity in the presence of Cr2O3 indicates that the calculated viscosity values fit well with the measured values when both the temperature and Al2O3 content are at relatively low levels,i.e.,the temperature range of 1673 to 1803 K and the Al2O3 content range of 17wt%-29wt%in CaO-SiO2-Al2O3-8wt%MgO-1wt%Cr2O3 slag.     

中性气氛下钒钛磁铁矿高炉渣系研究

以钒钛磁铁矿现场高炉渣为基础,纯化学试剂调制渣样,在中性气氛条件下研究了炉渣二元碱度及Mg O,Al2O3,Ti O2,V2O5含量对实验渣系冶金性能的影响.结果表明:增加碱度和Mg O含量,炉渣熔化性温度(tm)、初始黏度(η0)和高温黏度(ηh)呈先降低后升高趋势;增大Al2O3含量,炉渣tm升高,η0先降低后升高,ηh呈上升趋势;增大Ti O2含量,炉渣tm升高,η0和ηh逐渐下降,炉渣黏流活化能升高,热稳定性变差;增大V2O5含量,炉渣tm先降低后升高,η0和ηh逐渐增大.高炉冶炼钒钛磁铁矿适宜渣系为:二元碱度1.15,Mg O,Al2O3,Ti O2,V2O5质量分数分别为13%,13%,7%,0.30%.     

低碱度顶渣控制帘线钢中MnO-Al2O3-SiO2类夹杂物成分的实验研究

在实验室中使用高温管式炉对以工业纯铁为原料配制的帘线钢进行脱氧和顶渣熔炼，研究了顶渣成分对MnO-Al2O3-SiO2类夹杂物的成分的影响。结果表明，在顶渣碱度为0．7～1．36时，随着顶渣中Al2O3含量的增加，夹杂物中的Al2O3含量也随之增加，当顶渣中Al2O3含量低于8％时，MnO—Al2O3—SiO2类夹杂物的成分在塑性区范围，通过控制脱氧条件和项渣的成分可以把MnO-Al2O3—SiO2类夹杂物的成分控制在塑性区内的。     

低碱度顶渣控制帘线钢中CaO-SiO2-Al2O3-MgO类夹杂物成分的实验研究

在实验室中用高温管式炉对用工业纯铁配制的帘线钢进行脱氧和顶渣熔炼,研究了炉渣成分对夹杂物成分的影响.在炉渣碱度一定的情况下,随着炉渣中Al2O,含量的增加,夹杂物中的Al2O,含量也随之增加.当炉渣中的Al2O,含量低于8%时,夹杂物中的成分在塑性区.通过控制脱氧条件和顶渣成分可以把夹杂物的成分控制在塑性区内.     

铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系溶解的动力学模型

为了更好地揭示转炉内铬矿熔融还原机理,测定了一定形状的天然铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系中的溶解速率,运用宏观动力学原理建立了用于描述铬矿溶解过程的动力学模型.结果表明:在本实验条件下,铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系中溶解过程由其表面溶解反应控制,反应温度对铬矿溶解反应速率常数的影响显著,计算得到的溶解活化能为524.52 kJ/mol;随着反应温度的升高,铬矿在渣中的溶解速率增大.     

成分对MgO-Al_2O_3-C耐火材料抗侵蚀性能的影响

除工作环境外,原料配比对MgO-Al2O3-C材料抗侵蚀性能具有重要影响.采用不同杂质含量的电熔镁砂原料,按照不同C含量和Al2O3含量制备MgO-Al2O3-C试样.通过转动试样浸渣方法测得不同试样在富CaO熔渣中的侵蚀速率,从而研究了成分对抗侵蚀性能的影响.结果表明抗侵蚀性能随着镁砂杂质含量的增加而迅速降低,随着碳含量以及Al2O3含量的增加而先增加后降低.过多的Al2O3导致了熔渣黏度下降,而过多的碳导致了空隙率增大.根据上述结果,在富CaO熔渣中MgO-Al2O3-C材料理想的Al2O3质量分数为10%~30%,理想的C质量分数为10%~20%.     

高Al2O3钒钛炉渣熔化性能的实验研究

针对炉渣中Al2O3,TiO2质量分数大幅升高给高炉冶炼带来极大困难的问题.对承钢高Al2O3钒钛炉渣进行了熔化性能的实验研究.结果表明:考虑承钢的实际情况,高炉的炉渣温度应高于1400℃;二元碱度控制在1.02左右,MgO质量分数控制在13.95%左右;Al2O3质量分数控制在12%~14%;TiO2的质量分数应控制在12.57%以下.     

低碳含铝钢20Mn2精炼渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2的优化

通过对低碳含铝钢20Mn2精炼过程的取样分析,得出精炼渣的熔化温度偏高,渣中存在大量固相CaO,并导致钢中含有CaO类夹杂物,精炼渣吸附夹杂物能力差. 利用FactSage热力学计算,从渣的低熔点区域控制和渣-钢反应这两个方面对渣系进行研究与优化. 结果表明,CaO/Al2 O3 质量比在1. 5左右添加质量分数为3% CaF2 可以有效降低渣的熔化温度,渣的熔化温度随着CaF2 含量的升高呈现先降低后升高的趋势,MgO的质量分数控制5%左右低熔点区域面积达到最大. 在SiO2 质量分数大于30%区域,钢中氧含量大体上随着CaO/Al2 O3 质量比的增加而降低,在SiO2 的质量分数低于30%区域随着CaO含量的升高而降低,钢中酸溶铝含量在SiO2 含量高的区域随着Al2 O3/SiO2 质量比的增加而升高,在SiO2 含量低的区域随着CaO/SiO2 质量比的增加而增加. 根据热力学分析结果得出合理的渣系范围:CaO 50% ~60%, Al2 O3 20% ~35%, SiO2 5% ~10%, MgO 5% ~8%, CaF2 0~5%. 优化渣系的实验结果表明,优化后渣系熔化温度降低,钢中夹杂物数量、面积和平均尺寸均有明显下降.     

基于综合加权评分法的钒钛磁铁矿高炉渣系优化

在实验室条件下,以国内某钢铁企业提供的钒钛磁铁矿现场高炉渣为基础,利用纯化学试剂调整炉渣成分,采用RTW熔体物性测定仪进行了5因素4水平的正交试验研究,检测了炉渣冶金性能;然后运用综合加权评分法对试验结果进行分析,探索得出高炉冶炼钒钛磁铁矿的适宜渣系:二元碱度R2115,MgO质量分数14%,Al2O3质量分数13%,TiO2质量分数7%,V2O5质量分数020%.对渣系综合指标影响从大到小依次为:V2O5含量,MgO含量,二元碱度R2,TiO2含量,Al2O3含量.