MnO-SiO_2渣系作用浓度的计算模型

根据炉渣结构的共存理论用回归分析法确定了MnSiO_3和Mn_2SiO_4是存在于MnOSiO_2渣系中且参加其内部化学反应的组元。由此得出本渣系的结构单元为Mn~(2+),O~(2-)简单离子和SiO_2,Mn_2SiO_3,Mn_2SiO_4分子,进而推导出本渣系各组元作用浓度的计算模型。 在1600℃下计算的N_(MnO)与实测a_(MnO)一致;但在高MnO含量和低温度下两者间表现出差别,这是由于MnO-SiO_2渣系中出现两相共存的现象,使系统远离平衡所致。     

关于炉渣结构的共存理论

丘依考教授在发展共存理论方面的贡献;以前论证共存理论上不完善的地方,进一步论证这种理论的基本事实(结晶化学的事实,炉渣导电的差异性,MeO-SiO_2二元渣系的分层现象,相图中的奇异点,CaSiO_3—CaF_2渣系的粘度,不同渣系的热力学数据与作用浓度的关系),共存理论对炉渣结构的看法;应用举例(FeO—Fe_2O_3—SiO_2渣系与H_2O+H_2的平衡,CaO—SiO_2渣系,CaO-MgO-FeO-Fe_2O_3-SiO_2-S渣系和铁水间硫的分配)。     

CaO-SiO_2渣系作用浓度的计算模型

根据炉渣结构的共存理论和CaO-SiO_2渣系相图制定了不同温度区间的作用浓度计算模型。在炼钢温度下计算结果表明,考虑2个硅酸盐(CaSiO_3和Ca_2SiO_4)或3个硅酸盐(CaSiO_3,Ca_2SiO_4和Ca_3SiO_5)的计算模型都是合用的。比较不同计算方案结果证明,用本文回归所得的热力学数据比用文献数据更能符合实际,所以对文献数据应进一步研究。硅酸盐作用浓度的最大值与相图中固液相同成分熔点的位置一致,说明硅酸盐对本渣系的熔点具有极为重要的影响,炉渣总质点数随碱度而变化中出现最小值的原因是炉渣中进行了多个结构质点结合成一个分子的反应。     

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.     

CaO-MgO-FeO-Fe2O3-SiO2炼钢渣系磷分配比的热力学模型

基于炉渣离子-分子共存理论(IMCT)建立了CaO-MgO-FeO-Fe2O3-SiO2渣系的磷分配比预报模型,即IMCT-LP模型.比较了该渣系在1823~1873 K时实测的磷分配比、IMCT-LP模型预报的磷分配比及其他6种磷分配比模型的计算结果.与实测值和其他磷分配比模型预报结果相比,由IMCT-LP模型预报的CaO-MgO-FeO-Fe2O3-SiO2渣系的磷分配比更精确.本文建立的IMCT-LP模型不仅可计算该渣系的磷分配比,而且可计算该渣系中碱性离子对(Ca2++O2-)、(Mg2++O2-)和(Fe2++O2-)各自的磷分配比.     

精炼渣中FeO的活度模型

根据熔渣结构的分子离子共存理论,建立了SiO2-Al2O3-CaO-MgO-FeO-MnO六元渣系的活度计算模型。计算得到了LF精炼渣中FeO的活度值,并分析了炉渣成分Al2O3、FeO以及碱度w(CaO)/w(SiO2)对FeO活度的影响,为帘线钢精炼变渣过程中控制回硫提供指导。     

FeO—Fe_2O_3—SiO_2渣系的作用浓度计算模型

根据共存理论的基本观点,从FeOn—SiO_2渣系的相图和粘度数据及FeOn—Fe_2O_3相图确定了本渣系的结构单元为Fe~(2+),O~(2-)简单离子和SiO_2,Fe_2O_3,Fe_3O_4及Fe_2SiO_4分子。在此基础上利用Fe_2SiO_4和Fe_3O_4的标准生成自由能数据推导了计算Feo—Fe_2O_3—SiO_2渣系各组元作用浓度的模型。 计算的NFe_tO与实测的αFe_tO符合,且NFe_tO、NSiO_2、NFe_2SiO_4和炉渣总质点数∑n随B_1=∑nFeO/∑nSiO_2而改变,而NFe_2O_3和NFe_3O_4随B_2=∑nFeO/∑nFe_2O_3而改变,表明Fe_2SiO_4和Fe_3O_4的混合是理想的,两者间的相互影响是不大的。     

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...     

基于离子和分子共存理论的炉渣氧化能力表征

选用文献报道的14个渣系铁氧化物活度aFetO作为基础实验数据,验证了基于炉渣离子–分子共存理论(IMCT)所定义的铁氧化物综合质量作用浓度NFetO表征炉渣氧化性的可能性和精度.为了得到14个渣系的NFetO,建立了CaO-SiO2-MgO-FeO-Fe2O3-MnO-Al2O3-P2O5渣系的IMCT-Ni模型,其他13个渣系NFetO可由该渣系的IMCT-Ni模型经简化得到.结果表明,铁氧化物综合质量作用浓度NFetO不仅可像活度aFetO一样表征炉渣氧化性,而且比实测aFetO精度更高.     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系硫化物容量的热力学模型

基于炉渣离子-分子共存理论(IMCT)建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系的硫化物容量预报模型,即IMCT-CS2-模型,比较了该渣系1773 K时实测的硫化物容量、IMCT-CS2-模型预报的硫化物容量及其他五种硫化物容量模型的计算结果.结果表明,由IMCT-CS2-模型预报的1773K时CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系的硫化物容量更精确.本文建立的IMCT-CS2-模型不仅可计算该渣系的总硫化物容量,而且可计算该渣系中自由CaO和MgO各自的硫化物容量.1 773 K时CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系中Al2O3质量分数由10%增加到17%,CaO质量分数由38%增加到44%,MgO质量分数由12%降低到4%可使自由CaO对该渣系的总硫化物容量贡献率由97%提高到99%,同时使自由MgO的贡献率由3%降低到1%.     

CaO-Al2O3-SiO2熔渣表面张力的计算模型

根据炉渣结构的共存理论与ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２熔渣在不同温度和成分下实测表面张力值，制定了本渣系表面张力与熔渣各结构单元作用浓度及温度间关系的计算模型，计算结果符合实际，证明该模型可以反映本渣系表面张力随熔渣作用浓度和温度而变化的规律。     

CaO－B_2O_3熔渣中氮的热力学计算模型

根据炉渣结构的共存理论，推导了ＣａＯ－Ｂ_２Ｏ_３渣系热力学计算模型，并且理论计算的ＣａＯ，Ｂ_２Ｏ_３的作用浓度与实测的活度值非常一致。由此说明了该模型的合理性。在此基础上，找出了炉渣结构与渣中氮含量的关系，并分析了其有关的物理意义。研究结果认为：渣中氮含量与炉渣结构密切相关。     

CaO-MgO-MnO-FeO-CaF2-Al2O3-SiO2渣系粘度的计算模型

依据炉渣结构的共存理论与不同温度和成分下熔渣Ｃａｏ－ＭｇＯ－ＭｎＯ－ＦｅＯ－ＣａＦ２－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２的实测粘度制定了本渣系作用浓度和粘度的计算模型,计算结果符合实际证明作用浓度模型可以反映本渣系的实际结构,粘度模型也正确地反映了本渣系粘度与温度及各结构单元作用浓度的正确关系。     

MCM－41分子筛的合成与表征

在Ｎａ２Ｏ－（ＣＴＭＡ）２Ｏ－ＳｉＯ２－Ｈ２Ｏ与（ＴＭＡ）２Ｏ－（ＣＴＭＡ）２Ｏ－ＳｉＯ２－Ｈ２Ｏ体系中分别合成了不同硅铝比及全硅ＭＣＭ－４１分子筛作品，考察了诸因素对晶比过程的影响，同时对其酸性、热稳定性和催化性能进行了表征．     

CaO-MgO-CaF2-Al2O3-SiO2五元渣系粘度的计算模型

依据炉渣结构的共存理论和五元渣系ＣａＯ－ＭｇＯ－ＣａＦ２－ＳｉＯ２－Ａｌ２３在不同温度和成分下的实测粘度值,制定了本渣系的作用浓度和粘度计算模型,计算结果符合实际,证明计算模型可以反映ＣａＯ－ＭｇＯ－ＣａＦ２－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２渣系的实际结构与粘度、结构单元的作用浓度及温度之间的正确关系。     

MnO-SiO2,MgO-SiO2和CaO-Al2O3-SiO2熔渣粘度的计算模型

根据炉渣结构的共存理论与不同温度和成分下ＭｎＯ－Ｓｉｏ２,ＭｇＯ－ＳｉＯ２和ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２三渣系的实测粘度,制定了这些渣系的粘度计算模型,计算结果符合实际,证明这些模型可以正确地反映相应渣系粘度与各结构单元作用浓度和温度间的关系。     

Applicability of mass action law to sulphur distribution between slag melts and liquid iron

According to the mass action law and the coexistence theory of slag structure, the calculating models of mass action concentration for CaO-MgO-FeO-Fe₂O₃-SiO₂,CaO-MgO-MnO-FeO-Fe₂O₃-P₂O₅-SiO₂ and CaO-MgO-MnO-FeO-Fe₂O₃-Al₂O₃-P₂O₅-SiO₂ slag melts are formulated and sulphur distribution between the slag melts and liquid iron is treated. It is found that CaO, MnO and FeO promote desulphurization, while MgO is detrimental to desulphurization. In addition, the sulphur distribution coefficients between the slag melts and liquid iron are presented.     

Dynamic mass variation and multiphase interaction among steel,slag, lining refractory and nonmetallic inclusions: Laboratory experiments and mathematical prediction

The mass transfer among the multiphase interactions among the steel, slag, lining refractory, and nonmetallic inclusions during the refining process of a bearing steel was studied using laboratory experiments and numerical kinetic prediction. Experiments on the system with and without the slag phase were carried out to evaluate the influence of the refractory and the slag on the mass transfer. A mathematical model coupled the ion and molecule coexistence theory, coupled-reaction model, and the surface renewal theory was established to predict the dy-namic mass transfer and composition transformation of the steel, the slag, and nonmetallic inclusions in the steel. During the refining process, Al2O3 inclusions transformed into MgO inclusions owing to the mass transfer of [Mg] at the steel/refractory interface and (MgO) at the slag/re-fractory interface. Most of the aluminum involved in the transport entered the slag and a small part of the aluminum transferred to lining re-fractory, forming the Al2O3 or MgO·Al2O3. The slag had a significant acceleration effect on the mass transfer. The mass transfer rate (or the re-action rate) of the system with the slag was approximately 5 times larger than that of the system without the slag. In the first 20 min of the re-fining, rates of magnesium mass transfer at the steel/inclusion interface, steel/refractory interface, and steel/slag interface were x, 1.1x, and 2.2x, respectively. The composition transformation of inclusions and the mass transfer of magnesium and aluminum in the steel were predicted with an acceptable accuracy using the established kinetic model.