预熔型精炼渣发泡性能实验研究

在实验室内利用中频感应炉对CaO-SiO2-Al2O3-MgO熔渣的发泡性能进行研究,分析了熔渣组成、碱度、粘度、表面张力及助熔剂对熔渣的起泡寿命和发泡指数的影响,同时对高碱度熔渣的发泡性能进行具体分析,研究结果表明碱度在3.0(低碱度渣)和10左右(高碱度渣)、渣指数在0.3左右、Al2O3在低碱度区时含量在8%-14%和高碱度区20%-28%时熔渣具有良好的发泡性能,同时研究表明随着粘度的增加,发泡指数和发泡寿命逐渐降低;随着表面张力的增加,发泡指数和发泡寿命逐渐增加.这对于实际生产的合理配渣有指导意义.     

高碱度LF合成精炼渣泡沫化性能研究

在实验室条件下采用钼丝挂渣法测量熔渣发泡高度,以相对发泡高度作为衡量指标,结合理论分析,系统研究了高碱度合成精炼渣的泡沫化性能.结果表明:熔渣相对发泡高度随着黏度的增大、表面张力和密度的减小而增大.在精炼渣成分一定时,随温度升高和吹气量增加,熔渣相对发泡高度都有先增加后降低的趋势.具有较好泡沫化性能的精炼渣组成范围是:ω(CaO)/ω(SiO_2)为5～8,ω(Al_2O_3):27%,ω(CaF_2)为3%～6%,ω(MgO)=8%,ω(FeO)<0.5%.     

TiO2对合成渣中Fe2O3还原发泡过程的影响

研究了不同条件下TiO2和Fe2O3在合成渣中被碳还原时的发泡过程．计算了该发泡过程的发泡系数、消泡系数、平均发泡寿命、发泡强度和消泡过程开始的时间．用熔渣发泡参数定量地讨论了温度、TiO2加入量和初渣中TiC的含量对熔渣发泡过程的影响，发现当初渣中TiC的含量和TiO2加入量较多时，在发泡时会产生二次发泡现象．     

精炼渣系的发泡性能

针对ＣａＯ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＣａＦ２五元精炼渣系进行了有关发泡性能的实验。实验结果表明：（１）随着吹气量的增加，炉渣相对发泡高度相应增加，两者之间存在着较好的线性关系；（２）当炉渣碱度〈２．５时，炉渣中ＭｇＯ质量分数在１１％左右对炉渣发泡有利，而在高碱度操作时ＭｇＯ质量分数则应该低一些；（３）对于低碱度不ｌ２Ｏ３为１５％；（ＭｇＯ）＋（Ａｌ２Ｏ３）为２０－２６％较好；（４）炉渣碱度对     

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     

碱度和温度对结晶器保护渣表面张力的影响

根据结晶器保护渣组成与成分范围,在实验渣成分设计的基础上,采用静滴法,利用渣金界面性质测定仪测定了不同碱度实验渣在不同温度下的表面张力。结果表明,在实验渣成分范围内,随着温度的升高,熔渣表面张力呈线性逐渐降低,温度升高100℃,熔渣表面张力约可降低215 m N/m,且熔渣表面张力的降低主要取决于温度升高所导致的离子间作用力减弱。随着碱度的增加,熔渣表面张力逐渐升高,其变化趋势与熔体聚合程度降低的趋势相一致。     

连铸保护渣吸附Al_2O_3夹杂能力的研究

研究了保护渣吸附不同质量分数Al2O3夹杂对其熔化温度、黏度、表面张力和结晶性能的影响.实验结果表明,保护渣吸附Al2O3夹杂后,熔化温度上升,黏度增加,表面张力有下降的趋势;当碱度在0.85～1.17时,保护渣吸附夹杂后熔化温度和黏度变化幅度不大,具有较好的吸附能力;碱度在0.92～1.07时,保护渣表面张力的变化较小,有利于夹杂物的吸附,是保护渣吸附夹杂物的适宜碱度范围;随Al2O3夹杂的增加,渣中枪晶石和硅灰石数量减少.     

湘钢高Al2O3高炉渣粘度研究

对湘钢高AlO3高炉渣的粘度进行了测试。通过改变二元碱度R和MgO的含量，探讨在高Al2O3情况下高炉渣的最优配比。实验表明，在高Al2O3下，保持高MgO，较低碱度是可行的。实验中，R=0．95，WMgO=12％的炉渣流动性最好。     

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&#183;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&#183;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．     

广西高铁铝土矿中间渣的性质变化规律

通过对广西高铁铝土矿中间渣的成分和性质的分析,解析了其成分及性质的变化规律.广西高铁铝土矿烧结试验数据分析表明:广西高铁铝土矿所产生中间渣的熔化性温度比普通渣的温度高,粘度也增高,若使用碱性烧结矿更有利于成渣.由于Al2O3/SiO2高,炉渣在CaO-Al2O3-SiO2体系中熔点低,流动性好的区域内进行冶炼,同时炉渣的粘度会增加,这要求加入CaO来降低粘度.另一方面,高Al2O3增大了对炉渣碱度的要求,炉渣碱度应相应提高.     

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?     

碳酸盐矿物分解引起的熔渣泡沫化行为

提出平均发泡寿命作为熔渣发泡效果的实验评价指标．在Ｎａ２Ｂ４Ｏ７－ＣａＯ－ＭｇＯ熔体中,采用碳酸盐矿物作发泡剂,进行内生气源熔渣发泡实验．结果表明,发泡剂粒度、种类对熔渣平均发泡寿命的影响,可归因于熔渣中碳酸盐热分解行为的差异．在一定浓度范围内,熔体中ＣａＯ、ＭｇＯ含量的变化,不仅改变熔体的物理性质,而且直接影响碳酸盐矿物的分解速度与生成气泡的大小,对熔体起泡过程和泡沫渣的稳定性也起重要作用．     

铁浴式熔融还原型熔体的起泡性研究

铁浴式熔融还原熔渣内ＦｅＯ浓度高，使熔体的组成和性能具有特殊的行为，研究结果表明，铁浴式熔融还原熔渣会产生泡沫渣现象，泡沫渣的产生与渣中ＦｅＯ的浓度及其还原浓度，熔渣的碱度等因素有关，在熔体添加焦碳颗粒能抑制熔渣的起泡，使熔渣的起泡能力降低或不起泡。     

利用合成渣对钢水脱氮的研究

试验研究了CaO-TiO_2-Al_2O_3,CaO-Al_2O_3-SiO_2 及CaO-B_2O_3-SiO_2渣系中TiO_2,Al_2O_3。及B_2O_3 含量对钢水脱氮率的影响。在三个渣系中,随着 TiO_2,Al_2O_3 及B_2O_3 含量的变化,脱氮率有一最大值,其脱氮率可达 55％—65％。钢和渣中氧位愈低,脱氮率愈高。增加渣中碳、铅及钢中铝的含量,可以提高合成渣脱氮效果。     

熔体结构对钢包渣脱氧速率的影响

采用熔渣脱氧实验、动力学分析和实验渣熔体结构分析,对熔体结构对钢包渣脱氧速率的影响进行研究。研究结果表明:初始Al2O3的质量分数和碱度(二元碱度,w(CaO)/w(SiO2))对熔渣初始脱氧速率具有重要影响;铁离子扩散是熔渣脱氧反应的控制环节;随Al2O3的质量分数的提高,熔渣聚合程度增强,黏度升高,铁离子平均扩散直径减小,铁离子扩散系数先增大后减小;随着碱度增大,熔渣聚合程度减弱,黏度降低,铁离子平均扩散直径增大,铁离子扩散系数也呈先增大后减小的趋势;铁离子扩散系数变化趋势与熔渣初始脱氧速率变化趋势相一致。为提高LF精炼过程钢包渣脱氧速率,LF(Ladle furnace)精炼前钢包渣改质的成分调整控制目标为:w(CaO)/w(SiO2)=4~5,w(Al2O3)=18%~20%。     

含FeO熔渣对ZrO2固体电解质侵蚀性研究

采用热力学计算软件FactSage中的Equilib平衡计算模块,模拟研究静态条件下SiO2-CaO-Al2O3-MgO-FeO五元渣系对ZrO2材质的侵蚀特性。利用MgO稳定的ZrO2固体电解质管与碳饱和铁液以及酸性渣构建可控氧流电池,分别进行电池在开路条件与外加电势条件下的侵蚀实验,并通过SEM、EDS分析检测,讨论酸性渣可控氧流电解时ZrSiO4新相的形成机理以及对固体电解质导电性能的影响。结果表明,ZrO2的侵蚀程度随温度的升高和渣中FeO含量的增加而增加;在低碱度和高碱度条件下,熔渣与氧化锆之间分别会有ZrSiO4和CaZrO3生成;相对于静态以及开路条件,外加电势电解条件下酸性熔渣与氧化锆之间易形成新相层,从而显著增大电池内阻,阻碍氧离子迁移,但也能减轻或阻碍熔渣对ZrO2固体电解质的渗透侵蚀;可控氧流电解时酸性渣中初始FeO含量最好低于20%,碱度R最好在0.23～0.80之间。     

川西老区中浅层新型泡排药剂研发与应用

川西老区中浅层气井已总体处于低压低产阶段，井口压力低于1 MPa占比76.13%，产量低于0.2$\times$10$^4$m$^3$/d占比57.14%，80.62%的气井已介入泡排工艺，但泡排工艺效果逐渐变差。针对高含凝析油气井泡排效果差、低压低产气井泡排低效及积液与乳化并存致气井治理难度大等问题，研发了3种新型SCU系列泡排剂。通过建立CHSB—SDS—PFBS三元表面活性剂体系，研发了高抗凝析油泡排药剂SCU—2，可将气液表面张力降低至26.73 mN/m，抗凝析油含量达50%；优选反应体系及催化剂，研发了自生能量型泡排药剂SCU—3，可在井筒发生化学反应生成N$_2$，并释放热量，提高低压低产井泡沫举升效率；优选复合酸与抗油性表面活性剂复配，研发了净化与排液一体化药剂SCU—6，同等浓度下降黏能力优于常规净化剂，起泡能力优于常规泡排剂。SCU系列药剂应用138口井，有效率89.73%，增产天然气774$\times$10$^4$m$^3$。新药剂拓展了泡排工艺技术的应用范围，具有良好推广应用前景。     

高MgO含量富硼渣熔体粘度的测定

用化学试剂氧化物配制合成 B_2O_3-MgO-SiO_2-Al_2O_3-CaO 系高 MgO含量的富硼渣,利用 ZC-1600 型高温综合测试仪,用内柱体旋转法测定其粘度及熔化性温度,高MgO 含量富硼渣熔体粘度随温度的变化显著,B_2O_3 在渣系中起到助熔剂及降低粘度作用,采用高炉冶炼时炉温应保持 1 500℃左右。