1673K下BaO-BaF2-Cr2O3渣系的热力学性种

１６７３Ｋ下,采用－Ｍｏ│Ｃｒ＋Ｃｒ２Ｏ３‖ＺｒＯ２（ＭｇＯ）‖｛Ｃｕ＋Ｃｒ｝ａｌｌｏｙ＋（Ｃｒ２Ｏ３）ｓｌａｇ│Ｍ固体电解质电池测定了ＢａＯ－ＢａＦ２－Ｃｒ２Ｏ３渣系中Ｃｒ２Ｏ３的活度,研究结果表明,Ｃｒ２Ｏ３的活度随其浓度升高而升高。随ＸＢａＯ／ＸＢａＦ２升高而降低。根据实验及Ｘ射线衍射结果推测了该渣系的等温相图,并作出了该渣系中Ｃｒ２Ｏ４的等活度图。     

1673K下BaO-BaF_2-Cr_2O_3渣系的热力学性质

１６７３Ｋ下,采用－ＭｏＣｒ＋Ｃｒ２Ｏ３ＺｒＯ２（ＭｇＯ）｛Ｃｕ＋Ｃｒ｝ａｌｏｙ＋（Ｃｒ２Ｏ３）ｓｌａｇＭｏ＋固体电解质电池测定了ＢａＯＢａＦ２Ｃｒ２Ｏ３渣系中Ｃｒ２Ｏ３的活度．研究结果表明,Ｃｒ２Ｏ３的活度随其浓度升高而升高,随ＸＢａＯ／ＸＢａＦ２升高而降低．根据实验及Ｘ射线衍射结果推测了该渣系的等温相图,并作出了该渣系中Ｃｒ２Ｏ３的等活度图．     

钢包精炼渣成分的最优化

本文用正交设计方法对用于钢包精炼的ＣａＯ－ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＣａＦ２渣系成分进行优化，试验表明影响炉渣泡沫稳定性能的因素依次为碱度，ＣａＦ２，Ａｌ２Ｏ３和ＭｇＯ的含量，最佳的精炼渣组成为：ＣａＯ３９．３％，ＳｉＯ２１９．７％，Ａｌ２Ｏ３２５％，ＭｇＯ６％，ＣａＦ２１０％（Ｂ＝２）     

含铬铁水脱磷用BaO基渣系中Cr2O3的溶解度

测定了１４００℃下ＢａＯ基渣系中Ｃｒ２Ｏ３的溶解度，探讨了碱土金属离子、卤离子、杂质成分对Ｃｒ２Ｏ３溶解度的影响，推测得到了１４００℃时ＢａＯ－ＢａＦ２－Ｃｒ２Ｏ３，ＢａＯ－ＢａＣｌ２－Ｃｒ２Ｏ３的相图。此外，还探讨了Ｃｒ２Ｏ３在渣中的存在形态。     

熔渣的氮容量及氮在渣气和渣钢中的分配

用铂坩埚测定了熔渣氮容量,在大气条件下,测得（质量分数／％）１０ＣａＯ－３３ＢａＯ－４９Ａｌ２Ｏ３－８ＴｉＯ２和５４ＣａＯ－２１Ａｌ２Ｏ３－６ＭｇＯ－６ＳｉＯ２－１３ＣａＦ２２种渣系的氮容量分别为１０＾－６和１０＾－５次方数量级,采用氧化镁坩埚测定了氮在钢与炉外精炼常用渣之间的分配系数。     

富硼渣粘度及熔化性温度的研究

用化学试剂氧化物配制合成富硼渣，利用ＺＣ－１６００型高温综合测试仪，用内柱体旋转法测定其熔体粘度及熔化性温度。实验过程中，对氧化物原料采取细磨、混匀、快速熔制、搅拌成均相渣、钼片衬里坩埚等措施，有效防止碳化物生成。研究了Ｂ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＳｉＯ２，ＣａＦ２含量对熔渣的粘度及熔化性温度的影响。Ｂ２Ｏ３，ＣａＦ２在熔渣中起到助熔剂及降低熔体粘度的作用。     

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。     

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。     

熔渣中饱和相组元作用浓度的计算

在炉渣结构共存理论的基础上，讨论了当溶渣中出现某组元饱和时的作用浓度计算。研究发现，实测的活度与计算的作用浓度值之间存在明显的分配关系。考虑此分配比后，可使得计算的作用浓度和实测的活度值相一致。中分别讨论了ＣａＯ－ＳｉＯ２，ＭｎＯ－ＳｉＯ２和ＭｇＯ－ＳｉＯ２渣系的分配比，进而推导了１ｇＬ－１／Ｔ和析出自由能△Ｇ°－Ｔ。     

电熔再结合镁铬砖的精炼渣浸实验研究

用试样旋转法在１６００℃下实验研究了ＣａＯ－ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＣａＦ２（３％）型精炼渣组成对电熔再结合镁铬砖的侵蚀影响，渣浸试样电镜分析的结果表明，随渣碱度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）的增大，试样的侵蚀增加；碱度大于１．８时，试样在冷却过程中粉化，由于尖晶石保护层的生成，渣中Ａｌ２Ｏ３含量的增加能减少侵蚀，随渣中ＭｇＯ含量的增加，试样的侵蚀减少，在此基础上，讨论了对提高镁铬砖炉衬有利的炉外精炼     

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．     

熔渣黏度的模型估算研究

单纯的实验测定已无法满足对熔渣黏度数据的实际需求,利用D.Sichen和S.Seetharaman等人的黏度模型和熔渣的正规溶液(RS)模型理论,建立了熔渣组元吉布斯黏流活化能、吉布斯混合自由能以及组成与熔渣黏度的函数关系,即熔渣黏度估算模型.并估算、测量了CaF2-CaO,Al2O3-CaO两个体系渣样的黏度.结果表明:对于CaF2-CaO渣系,黏度测量值与修正模型估算值吻合很好;对于Al2O3-CaO渣系,模型估算值与黏度测量值基本吻合,但在共晶点组成渣样的模型估算值与实际测量值吻合得更好.     

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。     

含固相铜冶炼渣的黏度计算及其应用

利用Roscoe方程,结合FactSage的多元多相平衡计算和纯液相渣黏度计算功能可对含固相熔渣的黏度进行计算.本研究针对基于铜冶炼渣的FeO-SiO2-Fe3O4-CaO-Al2O3-MgO系,首先根据相似炉渣的黏度测定值对Roscoe方程中的参数进行拟合,同时验证了该方法在计算所研究体系时的准确性.基于所得的计算模型考察不同组分含量对平衡相组成及黏度的影响规律,并总结获得合理的渣型配比.当炉渣中各组分的质量分数分别控制在FeO 40％～60％、SiO225％ ～ 40％、Fe3O40％～15％、CaO 0％ ～ 10％、A12O30％～8％和MgO 0％ ～4％时,可在冶炼过程中得到流动性较好、固体量较少的熔渣.     

镍转炉溅渣护炉热态模拟

为将溅渣护炉技术应用于炼镍转炉,在实验室镁铬质坩埚中进行了热态模拟溅渣实验.结果表明:FeO-Fe2O3-SiO2-MgO渣系为镍转炉溅渣护炉的合理渣型,增加渣中MgO和Fe2O3含量可以明显提高炉渣熔化温度,相应渣中高熔点相铁镁橄榄石和磁铁矿显著增加,采用此类炉渣溅渣可在镁铬砖内壁形成高熔点的溅渣层;溅渣后坩埚内壁的溅渣层由反应层和挂渣层组成,其中反应层物相为镁铁固溶体和镁铬铁铝尖晶石,挂渣层主要由铁镁橄榄石和磁铁矿组成.溅渣时采用空气喷吹可增加渣中Fe2O3,适合作为溅渣气源.     

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%.     

0Cr18Ni9不锈钢中非金属夹杂物来源

为了研究不锈钢连铸坯中非金属夹杂物的主要类型及其主要来源,用扫描电镜分析了0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的夹杂物成成,并分别在AOD渣、大包渣及中间包渣中加入示踪剂进行了三次示踪实验.实验结果表明,0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的非金属夹杂物主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO系夹杂物,其次为MgO-Al2O3类尖晶石和硫化物;非金属夹杂物的主要来源是AOD还原期的还原产物、脱硫产物和出钢时混入钢水中的AOD渣滴;AOD出钢后,大包顶渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣不会对钢液造成明显污染.     

FeO含量对SiO2-CaO-Al2O3-MgO(-FeO)酸性渣熔化温度的影响

基于熔渣离子理论,利用导电法在高纯氩气保护下测定SiO2-CaO-Al2O3-MgO(-FeO)酸性渣(二元碱度R=0.6)的熔化温度,考察FeO含量对酸性渣熔化温度的影响。结果表明,FeO的加入可以降低酸性母渣SiO2-CaO-Al2O3-MgO的熔化温度,且渣中FeO含量越大,渣样熔化温度越低;当渣中FeO含量低于20%时,随着FeO含量的增加,渣样熔化温度降低幅度较大;当渣中FeO含量高于20%时,随着FeO含量的增加,酸性渣熔化温度降低趋势变缓。     

Activity coefficients of NiO and CoO in CaO-Al2O3-SiO2 slag and their application to the recycling of Ni-Co-Fe-based end-of-life superalloys via remelting

To design optimal pyrometallurgical processes for nickel and cobalt recycling, and more particularly for the end-of-life process of Ni–Co–Fe-based end-of-life (EoL) superalloys, knowledge of their activity coefficients in slags is essential. In this study, the activity coeffi-cients of NiO and CoO in CaO–Al2O3–SiO2 slag, a candidate slag used for the EoL superalloy remelting process, were measured using gas/slag/metal equilibrium experiments. These activity coefficients were then used to consider the recycling efficiency of nickel and cobalt by remelting EoL superalloys using CaO–Al2O3–SiO2 slag. The activity coefficients of NiO and CoO in CaO–Al2O3–SiO2 slag both show a positive deviation from Raoult’s law, with values that vary from 1 to 5 depending on the change in basicity. The activity coefficients of NiO and CoO peak in the slag with a composition near B = (%CaO)/(%SiO2) = 1, whereB is the basicity. We observed that controlling the slag composition at approximatelyB = 1 effectively reduces the cobalt and nickel oxidation losses and promotes the oxidation removal of iron during the remelting process of EoL superalloys.