中性气氛下高铝中钛型高炉渣黏度的试验研究

采用RTW熔体物性测定仪研究了中性气氛条件下高铝中钛型高炉渣的黏度和熔化性温度,得到了碱度和化学成分等因素对其黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明:在中性气氛条件下,当炉渣碱度从0.92提高到1.12时,炉渣的黏度降低、熔化性温度升高;随着渣中MgO含量的升高,炉渣的黏度先降低再升高;增加渣中Al2O3含量,炉渣的黏度显著提高。当Al2O3的质量分数大于14.75%后对炉渣黏度的影响不明显;当TiO2的质量分数在10.57%～14.57%范围内增加时,高铝中钛渣的黏度随之降低,即在理想条件下,TiO2含量和温度的增加对炉渣黏度影响均不大。但当高炉冶炼钒钛磁铁矿时,炉渣中的Ti(C,N)等高熔点物质随原料中TiO2含量的增加和炉温的上升而增加,将对炉渣黏度产生很大的影响,故冶炼时应控制高炉内TiO2的还原以少生成高熔点钛化合物,并且严格控制铁水温度以使高炉接受矿石钛含量。     

TiO_2含量对含钛高炉渣中铁聚合行为的影响

针对承钢含钛高炉渣黏度大,渣铁分离较差,炉渣中含金属铁2%左右,给高炉渣利用带来困难,使生铁成本升高等问题,研究了渣中铁的存在形式,TiO_2含量对渣中铁聚合的影响,以及铁聚合机理。研究结果表明:随着TiO_2含量的增加,渣样中的铁珠的聚合效果越来越差,铁珠聚沉的位置由渣样的底面和侧面转移到渣样的顶部和侧面,并且渣样与坩埚的界面产生了金红色高熔点物质Ti(C,N)。随着渣中TiO_2含量的增加,炉渣中的铁含量从0.4%持续升高到1%。     

高炉冶炼钒钛矿过程中炉缸沉积物的形成原因

高炉冶炼钒钛矿时炉缸会产生大量的沉积物,影响高炉正常生产。对炉缸沉积物进行了检测,对高炉渣的冶金性能进行了试验研究,结果表明:沉积物的成分复杂,其中一些沉积物的铝、硅含量较大;沉积物形成的主要来源为TiC包裹金属铁的沉降聚集,渣铁对耐火材料的侵蚀,含高熔点物质的高黏度炉渣在炉底堆积。高铝中钛渣的黏度过大,炉渣碳含量较高是导致沉积物形成的主要原因,因此,改善高铝中钛渣的冶金性能可以有效抑制沉积物的形成。     

Ti(C,N)对承钢高炉炉渣性能的影响

根据承钢高炉冶炼条件,以现场含钛高炉渣为基准,利用熔体物性测定仪研究TiC、TiN添加到终渣后对炉渣熔化性能的影响。结果表明TiC、TiN及其固溶体Ti(C,N)是影响含钛高炉渣流动性的重要因素。但是TiC、TiN对含钛炉渣的黏度和熔化性温度的影响仍存在着一定的差别。     

用盐酸浸出含钛高炉渣富集钛的试验研究

攀西地区钒钛磁铁矿经高炉冶炼后产生大量高钛炉渣,其中TiO2质量分数达18%~27%。研究了常压下用盐酸浸出含钛高炉渣,考察了盐酸浓度、反应温度、酸渣体积质量比及反应时间对含钛高炉渣中各组分浸出率的影响。结果表明:在反应温度90℃、浸出时间5h、盐酸浓度6mol/L、酸渣体积质量比1.1∶1条件下,Mg、Al、Fe浸出率均达65%以上,Ti浸出率低于6%,滤渣中TiO2质量分数超过40%,钛得到有效富集。     

钛化物对中钛高炉渣流动性能的影响

采用多功能熔体物性测定仪研究不同条件下TiO_2和TiC对中钛高炉渣流动性能的影响规律,分析高炉不同风口区域的含钛炉渣黏度变化规律。结果表明,在还原性气氛条件下,中钛高炉渣的黏度-温度曲线有明显的转折点,且黏度随TiO_2含量的增加而增加,炉渣熔化性温度随TiO_2含量的增加而升高。中性气氛下,中钛高炉渣的黏度和熔化性温度随TiO_2含量增加均降低。中钛高炉渣的黏度和熔化性温度随炉渣中TiC含量的增加急剧升高。高炉风口区域炉渣中含有的TiC和TiN含量较高,导致该区域炉渣的稳定性差。研究结果可为高炉生产制定合理的中钛高炉渣操作制度提供理论依据。     

添加剂对含钛高炉渣黏度及钙钛矿相析出行为的影响

针对承钢含钛高炉渣黏度大、渣铁分离较差、硬度较高难磨等问题,开展了降低炉渣黏度和硬度的研究。结果表明:随着CaF2添加量的增加,炉渣黏度由1.632 Pa·s降到0.880 Pa·s;随着除尘灰添加量的增加,炉渣黏度先由1.632 Pa·s降到1.104 Pa·s,再由1.104 Pa·s升到1.296 Pa·s;随着煤粉灰添加量的增加,炉渣黏度先由1.632 Pa·s降到1.024 Pa·s,再由1.024 Pa·s升到1.664 Pa·s;含钛高炉渣水冷、急冷、缓冷三种冷却方式中,随着冷却速度的变慢,钙钛矿析出量成增加趋势;含钛高炉渣水冷状态下,原渣和添加2%煤粉灰,钙钛矿析出区域较少,添加CaF_2的炉渣钙钛矿析出区域较大;含钛高炉渣急冷状态下,随着CaF_2添加量增加,钙钛矿析出量呈现变多长大趋势,相反添加2%煤粉灰,钙钛矿析出量反而减少;含钛高炉渣缓冷状态下,随着CaF_2添加量增加,钙钛矿析出量呈现变多长大趋势,相反添加2%煤粉灰,较原渣而言钙钛矿析出量无明显变化。     

碳对含钛高炉渣钠化反应热力学及钠化率的影响

为高效回收含钛高炉渣中钛元素,探索含钛高炉渣综合利用的新工艺。通过热力学计算分析了含钛高炉渣钠化可行性,热力学计算结果表明,在高于碳酸钠熔点1 124 K低于1 423 K的温度范围内进行含钛高炉渣的钠化反应是可行的。采用渣碱共熔法对含钛高炉渣进行钠化试验研究,结果表明,碳可以促进含钛高炉渣的钠化,随着配碳量的增加,含钛高炉渣的钠化率增加,在含钛高炉渣粒径d0为0.075 mm、反应温度为1 423 K、反应时间为2 h的条件下,当配碳量为nC∶nNa_2CO_3=2∶1时,含钛高炉渣的钠化率达到78%并维持稳定状态。     

低钛高炉渣中Ti(C,N)形成的研究

高炉冶炼含钛矿过程易形成Ti(C,N),对渣铁的性质产生很大影响,研究高炉内Ti(C,N)形成对高炉冶炼有着重大意义。通过FactSage热力学计算软件,对低钛高炉渣中Ti(C,N)的形成以及影响因素进行了研究,并在实验室条件下对温度与铁液中钛含量的关系进行验证。结果表明:在低钛矿高炉冶炼中,Ti(C,N)开始形成温度为1 666 K,在1 783 K时,Ti(C,N)的形成量达到最大;温度,渣铁比,以及渣中TiO2的含量对Ti(C,N)的生成影响较大,Al2O3含量、MgO含量和炉渣二元碱度均可在一定程度上促进Ti(C,N)的形成,但影响较小。铁液中钛的含量主要受温度和Ti(C,N)反应平衡所控制,与渣中TiO2含量关系不明显。     

TiO2对含钛高炉初渣物相转变与黏度的影响

为了研究含钛高炉初渣的形成过程和各种物相成分相互作用、迁移重组的过程，明晰TiO2对高炉初渣形成的影响规律，利用FactSage热力学软件及旋转柱体式黏度仪研究了TiO2质量分数对高炉初渣熔化温度、物相转变行为以及初渣黏度的影响。结果表明，随着初渣中TiO2质量分数的增加，含钛高炉初渣熔化温度升高，TiO2质量分数从4%增加到16%，其熔化温度从1 360升高到1 410 ℃，增加了50 ℃；含钛高炉初渣中TiO2质量分数对初渣中各种物相组成的转变和比例都有较大的影响，随着TiO2质量分数的增加，初渣固液相共存的温度区间变大，使高炉软融带变宽；TiO2对含钛高炉初渣黏度的影响相对较为复杂，当TiO2质量分数为4%～8%时，含钛高炉初渣黏度 温度曲线呈现出“碱性渣”的形态；当TiO2质量分数为16%时，含钛高炉初渣黏度 温度曲线呈现出“酸性渣”的形态。     

钛微合金钢中碳氮化钛固溶量及化学组成的计算与分析

根据相关热力学理论,提出了钛微合金钢中钛、碳、氮元素在奥氏体中的平衡固溶量及平衡沉淀析出的碳氮化钛的化学式系数的理论计算方法,对典型化学成分的钛微合金钢进行了理论计算并对计算结果进行了分析.结果表明,通常情况下在较高温度析出或未溶的碳氮化钛相当接近于TiN.     

动态氧化条件下含钛高炉熔渣中钙钛矿析出与长大机理

动态氧化不仅有利于含钛高炉熔渣中钛组分富集于设计相(钙钛矿相),同时还会促进钙钛矿相析出与粗化,在自然重力作用下粗化的钙钛矿实现重力富集与沉降分离.本文运用玻璃形成动力学方程,对动态氧化条件下含钛熔渣中钙钛矿相形核速率和晶体生长速率进行分析和研究.结果表明,向熔渣鼓入氧气,低价钛逐渐氧化为四价钛,促进钙钛矿析出反应的进行,提高了钙钛矿晶体生长速率.继续通入氧气则氧化时间过长,熔渣中高熔点TiC和TiN固体颗粒基本消失,黏度降低,异相形核转化为均相形核,析出温度显著降低,析晶温度区间缩短,不利于钙钛矿晶粒粗化和长大.      

含钛高炉渣铁侵蚀炉衬的显微结构分析

对含钛高炉渣，铁显微结构的研究表明，攀钢高炉随冶炼强度的提高，炉渣组成发生变化，渣中TiC,TiN,Ti(C,N)含量减少，影响护炉效果，含钒钛的铁水中含有TiC,TiN,Ti(C,N),对护炉起着很大作用，因此钒钛矿护炉不单是含钛渣完成的，也有含钒钛铁水的作用。     

Electrosynthesis of Ti5Si3, Ti5Si3/TiC,and Ti5Si3/Ti3SiC2 from Ti-Bearing Blast Furnace Slag in Molten CaCl2

Metallurgical and Materials Transactions B - Ti5Si3, Ti5Si3/TiC, and Ti5Si3/Ti3SiC2 have been electrochemically synthesized from the Ti-bearing blast furnace slag/TiO2 and/or C mixture precursors...     

HRB500E抗震钢筋中钛化物析出热力学分析

 钢液凝固过程中钛化物在液相、固相的存在形态对固相组织的性能有着重要的影响,其第二相析出起到细化晶粒的作用。为分析HRB500E抗震钢筋钢中TiN、TiC、Ti(C,N)析出物的析出规律,对TiN、TiC、Ti(C,N)析出物进行热力学计算。结果表明,TiN、TiC在钢液成分均质状态下难以析出,TiC_0.19N_0.81在温度为1 843 K时析出;在凝固过程中,由于Ti、N在凝固前沿富集,TiN在凝固过程中具备析出的热力学条件,析出温度为1 745 K;在固相奥氏体中,TiN和TiC粒子具备析出热力学条件,TiC析出温度比TiN的低,铁素体中有TiC的析出。     

高钛型高炉渣中B2O3替代CaF2的作用机理

 为了提高含钛炉渣的流动性能以及促进渣铁更有效地分离，并替代对环境污染较大的CaF2资源，运用扫描电镜、黏度仪等设备在1 340～1 475 ℃温度范围内研究了B2O3及CaF2对含钛炉渣表观黏度的影响规律。结果表明，B2O3具有和CaF2相似的作用效果，均能够降低含钛炉渣的表观黏度。当B2O3及CaF2的添加量为1%时，B2O3与CaF2的替代比为1[∶]1；随着渣中B2O3添加量从0增加到3%，钙钛矿质量分数逐渐降低，富钛深绿辉石随之增加，而Ti（C，N）质量分数几乎不变。     

攀钢高炉未燃煤粉对炉渣流动性的影响

攀钢高炉喷煤的特殊性在于未燃煤粉进入炉渣后,会将炉渣中的部分TiO2还原成高熔点的TiC和TiN。这些TiC和TiN在炉渣中呈固相形态存在,从而导致炉渣的粘度升高。当还原生成的TiC和TiN含量达到一定量时,会破坏高炉冶炼行程。实验结果表明,炉渣中未燃煤粉超过9％以后,炉渣粘度明显升高,因此攀钢高炉在不影响顺行的条件下,喷煤量的控制应保证炉渣中未燃煤粉不超过9％。     

含钛物料护炉的机理及应用

根据钛在高炉内的还原及形成ＴｉＣ．ＴｉＮ及Ｔｉ（ＣＮ）等物质的理论，综合分析了钛护炉机理及应用，并提出含钛物料在上、中下部位的综合护炉技术。     

Rheological Evolution of Ti-Bearing Slag with Different Volume Fractions of TiN

Metallurgical and Materials Transactions B - The effect of the volume fraction of TiN (0 to 4.27 vol pct) on the rheological behaviors of Ti-bearing slag, including the viscosity and the...     

含Ti不锈钢冶金工艺进展

围绕含Ti不锈钢冶金工艺的研究进展,从冶金物理化学基础、氧化物和TiN夹杂的形成与控制、凝固过程TiN复合核心和Ti元素对不锈钢铸件力学性能的影响等方面进行了总结和讨论。主要的研究进展为:含Ti不锈钢在冶炼过程生成的Al₂O₃、镁铝尖晶石、(MgO?Al₂O₃)_rich?CaO?TiO_x等高熔点氧化物夹杂是导致含钛不锈钢连铸水口堵塞的主要原因;优化的Al、Ca、Ti的添加方式和炉渣控制工艺是夹杂物减少和低熔点化的重要手段;TiN夹杂的析出、扩散长大和碰撞聚合的基本规律是关注的热点,钢液中大尺寸氧化物夹杂会促进TiN团簇的形成;通过严格控制凝固过程TiN或氧化物-TiN复合核心能够促进δ-Fe异质形核,提高连铸坯等轴晶率;固溶Ti元素能提高奥氏体或双相不锈钢中铁素体含量,提升不锈钢铸件的拉伸性能。