TiO_2对连铸保护渣非等温结晶过程的影响

采用热丝法、X射线衍射(XRD)以及矿相方法研究TiO2对保护渣非等温结晶过程的影响.结果表明:枪晶石是含钛保护渣的主要物相.在综合碱度为1.3的基础渣中加入质量分数2%～8%TiO2后,随着TiO2的加入,渣样开始析出了少量的Ca2SiO4、Ca2Al(AlSi7O7)、Ca2SiO2F2和CaTiO3晶体.虽然加入TiO2,促进了析晶种类的增加,但保护渣的结晶过程的时间延长,且保护渣的结晶速率和结晶率降低.因此,加入TiO2后,抑制了保护渣的析晶,从而保证在控制渣膜热流的前提下,提高玻璃态的比例以改善润滑.     

连铸结晶器保护渣结晶温度

实验采用ＷＣＴ－２型微机差热天平,用来研究了保护渣的化学组成和冷却速率对其结晶温度的影响。结果表明：（１）在实验条件下,碱度升高,保护渣的结晶温度先升高后降低;（２）Ｆ＾－含量增加,保护渣的结晶温度提高;（３）随着Ｎａ２Ｏ,Ａｌ２Ｏ３,ＭｇＯ含量的增加,保护渣的结晶温度下降;（４）保护渣的结晶温度随冷却速率的增加略有下降。     

气淬法粒化高炉渣实验研究

为了有效利用高炉渣余热,提高炉渣附加值,采用干式处理方法——气淬法,对高炉渣进行粒化,研究碱度和喷吹气体压力对成珠率、渣珠平均直径和粒径分布的影响规律.结果表明:成珠率随碱度的增加呈先增加后降低的趋势,碱度1.2时获得最高成珠率;渣珠的平均直径随碱度的增加先减小后增大,碱度超过1.2后,平均粒径显著增大;随喷吹压力的增加,成珠率呈先增加后减小之后又增加的趋势,压力为0.2MPa时成珠率最高;渣珠平均直径基本呈逐渐减小趋势并且减小趋势变缓;渣珠粒径集中分布在1~2.5mm之间,基本呈正态分布,分布较均匀.     

宽厚板包晶钢的保护渣

针对包晶钢的凝固特性,研发了高碱度、高结晶速率、低结晶温度及低热流密度保护渣,并在宝钢3#连铸机上进行了试验研究.现场试验四个浇次的结果表明,使用改进渣的试验流铸坯无纵裂发生,而使用原渣的对比流铸坯裂纹率达到5%.优化保护渣有效防止了铸坯表面纵裂的发生.     

稀土氧化物对结晶器保护渣理化性质的影响

针对在结晶器喂稀土过程中,稀土的氧化产物进入保护渣熔融层,影响和限制了保护渣冶金性能发挥的主要问题,系统测定了稀土氧化物对结晶器保护渣熔化温度、黏度和结晶温度的影响.结果表明,随稀土氧化物含量增加,保护渣熔化温度、黏度和结晶温度显著升高.保护渣中添加少量B2O3和Li2O作为新的助熔剂使用,可以显著削弱稀土氧化物对保护渣理化性能的影响.进而可以为开发成分和性能更为合理的新型稀土钢结晶器保护渣提供理论依据.     

利用TEC方法定量分析连铸保护渣结晶比

采用HF-200渣膜热流模拟仪获取了两种不同Li_2O含量的高铝钢连铸保护渣的固态渣膜和水淬渣,通过研磨、过筛和压样得到满足热膨胀仪实验尺寸的样品.利用热膨胀曲线(thermal expansion curve,TEC)法测定保护渣结晶比及其重现性,并通过DSC方法进行验证.结果表明:TEC方法能够测定保护渣的结晶比,其结果的重现性较好,相差最大2.7%,并且TEC测定结果与DSC测定结果相吻合;TEC开始收缩温度点和DSC玻璃化转变温度点一致,比DSC出现峰值的温度点要低;相比DSC法,TEC方法不会因为基线而产生积分误差,是一种研究保护渣结晶性能较好的方法.     

基于热丝法对CaO-SiO_2-Al_2O_3保护渣结晶性能与凝固分数的研究

针对髙铝包晶钢连铸设计了Ca O-Si O2-Al2O3系保护渣.采用单丝法研究w(Ca O)/w(Al2O3)对保护渣结晶性能的影响;采用双丝法模拟了保护渣渣膜形成及凝固过程,研究了w(Ca O)/w(Al2O3)对保护渣固相体积分数φ的影响.结果表明:实验保护渣系结晶能力随w(Ca O)/w(Al2O3)增大而增强,按结晶能力分为两个区间,w(Ca O)/w(Al2O3)1.30时保护渣结晶能力强于w(Ca O)/w(Al2O3)≤1.30的保护渣;在等温结晶过程中,w(Ca O)/w(Al2O3)=1.00的实验保护渣中析出枪晶石,w(Ca O)/w(Al2O3)=2.50时渣中析出硅酸二钙;w(Ca O)/w(Al2O3)增大使保护渣渣膜双丝间固相体积分数增大,结晶层增厚,不利于保证结晶器内润滑.与浇注常规包晶钢的Ca O-Si O2系保护渣性能对比表明,Ca O-Si O2-Al2O3系保护渣在w(Ca O)/w(Al2O3)≤1.30时的结晶能力和固相体积分数都与对照渣相近,设计的Ca O-Si O2-Al2O3系保护渣适用于高铝包晶钢连铸.     

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%.     

碱度值R、F-含量和Na2O含量对中碳钢保护渣渣膜结晶体的影响规律

采用化学分析、光学显微镜等手段,通过单独改变碱度值R、F-含量和Na2O含量,对河南通宇中碳钢用连铸结晶器保护渣渣膜的结晶率和结晶矿相进行分析,查明了三个变量对结晶率和结晶矿相的影响规律。     

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.     

82B硬线钢精炼渣和夹杂物研究

从A12O3活度和夹杂物成分两方面来研究精炼渣对夹杂物的影响．采用Factsage软件对CaO—A1203-SiO3-MgO（8％）-CaF2（8％）炉渣中A1203,活度进行了计算,并研究了碱度和（MgO）含量对A12O3度的影响．当炉渣碱度从1．0增加到2．0时,炉渣中A1203活度随着炉渣碱度的增加而降低;当炉渣碱度从2．0增加到3．8时,A1203活度变化幅度很小;（MgO）质量分数分别为5％和8％的渣,A1203活度差距较小;在碱度高的炉渣中[A1]。容易被从炉渣还原到钢水中．在使用高碱度精炼渣的盘条中发现许多含有MgO的硬性夹杂物,并对此进行了分析,最后得出最适宜的炉渣碱度为2．5—3．0．     

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     

FeO-CaO-SiO2-Al2O3渣系中锌及其氯化物的饱和蒸气压测试

利用Knudsen喷射法得到了FeO-CaO-SiO2-Al2O3渣系中Zn及其氯化物的蒸气压,并考察了各因素如温度和渣成分的影响.结果表明:在本实验条件下,金属Zn与ZnCl2蒸气压随温度的升高而升高,且ZnCl2蒸气压的对数与温度的倒数之间呈明显的线性关系;渣碱度对金属Zn与ZnCl2的蒸气压呈完全不同的影响趋势,前者随碱度的增加而升高,而后者则降低;渣中FeO含量升高,能够显著提高金属Zn与ZnCl2的蒸气压.     

Effect of CeO_2 on heat transfer and crystallization behavior of rare earth alloy steel mold fluxes

To improve the heat transfer capability and the crystallization property of the traditional mold flux, CaF_2 was replaced with B_2O_3. Then, the influences of CeO_2 on the heat transfer and the crystallization of the CaF_2-bearing mold flux and the new mold flux with 10 wt% B_2O_3 were studied using a slag film heat flux simulator and X-ray diffraction(XRD). The results revealed that the addition of CeO2 reduced the heat transfer by increasing the solid slag thickness and the crystallization of two mold fluxes. However, CeO_2 had less effect on the B_2O_3-containing mold flux compared with the CaF_2-bearing mold flux. According to the analyses, the CeO_2 contents in the CaF_2-bearing mold flux and the B_2O_3-containing mold flux should not exceed 8 wt% and 12 wt%, respectively. Therefore, these experimental results are beneficial to improve and develop the mold flux for casting rare earth alloy steels.     

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。     

含TiO_2熔渣与铁液之间钛的行为

探讨了含TiO_2熔渣与铁液之间钛的行为,结果表明在试验条件下,钛从熔渣向铁液内迁移时受钛离子在渣中扩散的控制,整个迁移过程的表观级数为准零级,表观活化能为62kcal/mol,讨论了渣中TiO_2含量,碱度,温度等因素对钛迁移量和迁移速度的影响,发现炉渣碱度对钛迁移影响具有两重性:若渣中TiO_2含量较高时(TiO_2>25％),提高碱度将减少钛的迁移量和迁移速度;反之,若渣中TiO_2含量较低时(TiO_2<25％),提高碱度却增加钛的迁移量和迁移速度。     

精炼渣碱度对304不锈钢中夹杂物的影响

实验室条件下模拟304不锈钢冶炼中的AOD工位,采用硅铁做终脱氧剂,选择CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2五元渣系,考察了精炼渣碱度对304不锈钢中夹杂物的影响.实验中发现,随精炼渣碱度的增大,钢中全氧质量分数降低,夹杂物的总数、总面积和平均半径减小,说明高碱度渣对304不锈钢中的脱氧产物吸附以及对细小夹杂物的生成有利;碱度大于2的精炼渣处理效果明显优于碱度为1.5的实验渣系,建议现场采用碱度大于2的渣系处理钢液.     

低碱度脱磷渣在转炉少渣冶炼中的作用

以SGRS工艺为基础,研究了低碱度脱磷渣在转炉少渣冶炼中的作用.根据少渣冶炼物料平衡原理,脱磷阶段结束炉渣碱度控制越低,相当于转炉回收利用的Ca O量越多,能够实现的钢液去Si量也越多.同时实验结果表明,随着脱磷渣碱度的降低,炉渣的熔化性能逐渐改善,带来脱磷阶段结束转炉倒渣量不断增加以及脱磷渣金属铁含量不断降低的有益效果.当脱磷渣碱度在1.2~1.8范围时,脱磷渣半球点温度基本控制在1 380℃以内,脱磷渣中的游离Ca O质量分数控制在0.7%左右的较低水平,同时转炉脱磷阶段结束转炉倒渣量基本可控制在8 t(210 t转炉)或5 t(100 t转炉)以上.     

不同碱度精炼渣的冶金性能

通过工业实验,采用气体分析、成分分析和SEM等方法研究了4种不同精炼渣系的脱氧、脱硫和控制夹杂物形态的能力.实验结果表明:相比Al2O3质量分数对脱氧能力的影响,碱度的影响表现更明显.碱度越高越有利于脱氧,当碱度约为4时(渣系3),精炼渣几乎达到最大脱氧能力.碱度越高脱硫能力越强,碱度约为1.5时,基本失去脱硫功能;碱度超过3.5时,随着碱度的增加,脱硫能力增加相对变缓.相对渣系4,采用渣系3后球状的钙铝酸盐夹杂物得到了一定程度的控制.对于要求控制钙铝酸盐夹杂物的35CrMo钢种,可以选择渣系3作为精炼渣系.     

含FeO熔渣还原过程起泡行为研究

在１４４０－１５３０ ℃，通过Ｘ射线装置观测了石墨还原ＣａＯ－ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＦｅＯ熔渣（ＣａＯ／ＳｉＯ２＝０．７５－１．５）中ＦｅＯ反应过程中渣的起泡行为，测定了熔渣的起泡指数和起泡率等参数。结果表明，熔渣的起泡率随熔渣中ＦｅＯ的初己考叭墼疃鹊纳叨龃蟆?