高炉低钛渣粘度和熔化性能

使用RTW-10型熔体物性综合测定仪,测定CaO-SiO2-MgO-Al2O3-TiO2渣系粘度随温度的变化,并计算其熔化性温度,研究渣系高温冶金性能. 结果表明,渣中TiO2含量由1.0%升高至2.2%时,炉渣的熔化性温度和粘度均降低;随渣中Al2O3含量的提高,炉渣的熔化性温度上升,炉渣粘度增大;在高温区,炉渣粘度小于0.7 Pa×s,炉渣仍具有良好的流动性. MgO含量由8.5%升高至10.5%时,熔化性温度逐渐降低,炉渣粘度变化较小. 对于工业生产中炉渣TiO2含量较低的高炉,可考虑增加含钛原料的使用,以进行护炉操作.     

铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系中的熔解行为

研究了形状一定的致密铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系中的熔解行为,系统考察了不同渣系组成对铬矿在渣中熔解量及熔解速度的影响,结合实验现象讨论了铬矿在渣中的熔解机理. 研究结果表明,在本实验条件下,炉渣碱度在0.8~1.5范围内,随渣碱度降低,铬矿熔解量及熔解速度均增大;铬矿熔解量和熔解速度随着Al2O3和MgO质量分数,尤其是Al2O3质量分数增大而减小,在炉渣中添加CaF2可明显加快铬矿熔解速度.     

Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中铝、铁的反应行为

以Al2O3, Fe2O3和Na2CO3为原料,对Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中的反应行为进行了详细研究. 基于溶出率与时间、温度的关系,证明Na2O×Al2O3和Na2O×Fe2O3的生成反应动力学都服从Zhuralev-Lesokin-Tempelman模型,表观活化能分别为186.59和80.92 kJ/mol,表明Na2O×Fe2O3比Na2O×Al2O3在动力学上更易形成;Al2O3易与Na2O×Fe2O3反应形成Na2O×Al2O3和Fe2O3,在1273 K烧结30 min,所得熟料Al2O3溶出率达98.51%;Fe2O3对Na2O×Al2O3的形成有双重作用,在1273 K下可加速Na2O×Al2O3的形成,超过1323 K,促使Na2O×Al2O3分解成Na2O和b-Al2O3,且随着温度升高或时间延长,分解程度增高,从而导致熟料中Al2O3溶出率显著降低.     

添加剂对中钛炉渣性能的影响

以河北钢铁集团承德钢铁集团有限公司现场高炉渣为基准,用化学纯试剂配制渣样,考察了添加剂对中钛炉渣粘度、熔化性温度的影响. 结果表明,炉渣碱度为1.12, CaF2含量为0.5%~2%, Fe2O3含量约为5%, Al2O3含量约为13.75%, MgO含量约为13.95%, MnO含量约为5%(w)时,有利于降低炉渣粘度和熔化性温度;添加Ce2O3使炉渣熔化性温度和粘度升高,不利于生产.     

低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2系精炼渣的性能

设计了精炼铜-铬合金用低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2五元渣系,并研究了其粘度、密度、表面张力及熔化温度等性能. 结果表明,该渣系的熔化温度在1336~1402℃之间;高温下该渣系的密度和表面张力均随温度升高而减小,且随CaF2含量和MgO含量增加逐渐降低;增加CaF2添加量可降低渣系粘度;CaF2含量较低时,MgO含量增加也可降低渣系粘度,CaF2含量较高时,渣粘度在MgO含量为6%时最小,MgO含量续增加到9%时粘度反而上升. 该渣系粘度较低,表面张力较小,具有良好的精炼效果.     

高铝渣的流动性和脱硫能力

采用KTH炉渣粘度模型和实验研究了高铝渣流动性与炉渣成分、温度的关系,采用多元逐步回归分析方法研究了实际生产中炉渣脱硫能力与炉渣成分、铁水成分的关系.结果表明,高铝渣中Al2O3会降低炉渣流动性,Al2O3含量低于18.5%(ω)为宜,最高不应超过19.5%(ω);渣中适量的MgO可改善炉渣流动性,宜将炉渣四元碱度控制在0.92以上,镁铝质量比控制在0.48以上,同时炉渣二元碱度不超过1.19,MgO含量不超过12.5%(ω).铁水温度和炉渣二元碱度是影响炉渣脱硫能力的主要因素,MgO含量等其他因素作用相对较小.     

Al2O3-C材料中Ti(C,N)的形成及其抗气化炉渣侵蚀性能研究

水煤浆气化炉内衬材料的无铬化势在必行.基于碳氮化钛对高炉渣的增稠机理,本工作在前期开发水煤浆气化炉用Al2O3-C无铬化内衬材料的基础上,拟通过在Al2O3-C材料中引入一定量的TiO2,使之在高温下材料内原位反应形成碳氮化钛相,提高材料的抗气化炉渣侵蚀性能.结果表明:当Al2O3-C材料引入适量的TiO2时,可以发现在烧成过程中材料中原位形成了Ti(C,N)相,优化材料的孔结构;当材料与渣发生反应时,提高了在侵蚀过程中渣的粘度,改善材料的抗侵蚀性能.当材料中引入的过量的TiO2,TiO2易与气化炉渣发生反应,降低渣的粘度,从而降低材料的抗侵蚀性能.     

CaO/Al2O3比对高铝钢连铸保护渣凝固结晶行为的影响

针对目前高铝钢用常规结晶器保护渣中SiO2易被钢液中Al还原导致连铸坯质量缺陷及非反应性保护渣消耗量偏低和润滑差的问题,基于CaO-SiO2-Al2O3三元系相图设计了SiO2含量为20%(w)的CaO-SiO2-Al2O3连铸保护渣,并采用热丝法模拟研究了CaO/Al2O3比对该渣系凝固结晶行为的影响. 结果表明,随CaO/Al2O3比的增加,保护渣的结晶性能增强;CaO/Al2O3比在0.7~1.3范围内其凝固固相分数较小,与现用工业渣具有相似的润滑作用. 综合考虑保护渣的传热和润滑作用,高铝钢保护渣中CaO/Al2O3比范围应为0.7~1.3.     

高铝硅钢渣系物性对钢包衬粘渣的影响

本文研究了高铝硅钢炉渣的熔化温度、物相组成、钢包残砖粘渣层物相结构,探讨了钢包粘渣机理.结果表明,刚玉包衬发生粘渣是因为碱度2左右的CaO-SiO2-MgO-Al2O3系炉渣的熔化温度过高、粘度过大,在浇铸温度下易析出高熔点的镁铝尖晶石.提高炉渣碱度可减少甚至避免镁铝尖晶石析出,进而显著降低高铝渣熔化温度.防止钢包粘渣的合理渣系为:碱度CaO/SiO2在3～8范围,Al2O3含量在25％～40％,MgO含量在10％以下.     

酸性钒钛渣粘度及熔化性温度

用分析纯化学试剂配制酸性钒钛渣,并测定其熔融态粘度.研究了TiO2,FeO,V2O5含量以及碱度变化对酸性钒钛渣粘度及熔化性温度的影响,并用SEM分析了缓冷后熔渣的结构.实验结果表明,当TiO2含量在30%～40%,V2O5含量在1.4%～2.4%,FeO含量在4%～14%之间,碱度在0.2～0.3变化,1510℃时粘度≤0.2 Pa·s,熔化性温度在1436～1505℃.1510℃时熔渣的粘度随TiO2,FeO含量及碱度的增加而减小;熔渣的熔化性温度随TiO2含量增加而增加,随碱度的增加先减小后增加,随FeO含量增加而减小;SEM结果表明,当TiO2含量增加时,炉渣矿相由规则的细长条形向短粗无序转变.     

CaO-MgO-SiO2-H2O体系的热力学基础研究

本文从热力学角度系统研究了CaO-MgO-SiO2-H2O体系及钢渣中钙镁硅矿物在水热条件下的反应特性,结果表明：在CaO-MgO-SiO2-H2O系统中,CaO优先与SiO2反应生成水化硅酸gO只能与剩余的SiO2反应生成水化硅酸镁：MgO固溶时,可促进托勃莫来石向硬硅钙石转化。而对白钙沸石向白钙镁沸石的转化影响不大,不固溶MgO时,低温型水化硅酸钙向高温型转化温度提高,钢渣鲁镁硅矿物中,镁蔷薇辉石活性最大,透辉石活性最差,钙镁橄榄石和镁黄长石介于前两者之间。     

Na2O/SiO2比对脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼渣结构和性能的影响

卡尔多炉熔炼是目前火法处理脱铜阳极泥的重要工艺之一。针对国内某企业脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼中渣熔化性能差、渣含贵金属损失大等问题,本工作利用热力学分析以及炉渣物性检测,结合XRD、拉曼光谱等结构表征手段,开展了脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼渣钠硅比调控优化研究。根据PbO-Na2O-SiO2-BaO四元体系液相区图及性能测定结果,在不改变渣率及熔剂添加总量前提下,适当提高Na2O/SiO2比可有效降低炉渣熔点和黏度;随着还原熔炼渣Na2O/SiO2比由0.42提高至0.60,由于Na2O的网络修饰剂作用,更多的桥氧转变为非桥氧,炉渣结构由Si2O76-硅酸盐二聚体结构为主,向SiO44-硅酸盐四面体结构过渡,其中的Si2O64-链状结构与Si2O52-片状结构也相应减少,含铅硅酸盐聚合度降低,桥氧Qn分析结果与熔渣硅酸盐结构相契合。同时,提高钠硅比后,炉渣熔化温度从1178℃降至950℃,在1100℃冶炼温度下,还原熔炼渣黏度可降低45.2%,流动性得到显著改善,从宏观角度也验证了熔渣结构变化规律。结果表明,对脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼,通过调控炉渣Na2O/SiO2比来降低桥氧数及复杂阴离子聚合度,从而改善炉渣物化性能的思路是可行的。     

组成对MgO-Al2O3-SiO2系统分相析晶的影响

对MgO-Al2O3-SiO2系统的分相与析晶进行了探讨,通过对不同组成点在热处理各阶段的试样进行XRD、TEM及DTA分析,研究了玻璃组成对玻璃的分相和析晶的影响.结果表明:当组成中MgO/Al2O3越大且同时SiO2含量越高,越利于该系统产生分相.当MgO/Al2O3大于3且SiO2含量大于68mol％时,水淬试样产生分相.SiO2含量较高时,分相液滴很容易聚集在一起,形成连通的蠕虫状分相粒子.随着SiO2含量的降低,玻璃的析晶放热峰温度逐渐降低,而且析晶放热峰变得尖锐,玻璃析晶趋势增强.当SiO2含量越低且MgO/Al2O3越大时,越利于该系统析晶.     

MgO含量对铝镁质浇注料性能的影响

借助ＳＥＭ和ＥＤＡＸ分析等手段研究了ＭｇＯ含量对铝镁质脱硅出铁沟浇注料性能的影响。结果表明：ＭｇＯ含量（质量分数,下同）提高至３％,能显著地提高浇注料对脱硅剂的抗渗透性能,这主要是由于浇注料中反应生成的 ＭｇＡｌ２Ｏ３能大量吸收脱硅剂中的ＦｅＯ（Ｆｅ２Ｏ３）,形成尖晶石固溶体,引起熔渣粘度增大;但生成的ＭｇＡｌ２Ｏ３量过多时,会引起浇注料的组织结构疏松,降低浇注料的抗渣性能。浇注料中适宜的ＭｇＯ含量为３％－６％。     

MgO-Al2O3-C材料服役状态下MgO致密层的形成机理

一种SiC含量为6.0％的MgO-Al2O3-C(MAC)材料被用于精炼钢包包壁部位,表现出优异的抗侵蚀性能,对用后MAC材料的物相组成和显微结构进行分析.结果显示,在MAC材料侵蚀界面形成MgO致密层,提高了MAC材料的抗侵蚀性能.MAC材料内的SiC,一方面与MgO反应形成更多的Mg(g);另一方面,SiC氧化后形成的部分SiO2进入侵蚀层熔渣使熔渣碱度下降,粘度大幅上升,不但提高了MgO在熔渣中的形成速率,而且同时降低了MgO的溶解速率,促进MgO再结晶和MgO致密层的形成.     

Na2O-TiO2-SiO2-CaO-Al2O3-V2O5-MnO-MgO-FeO渣系渣铁间硫分配比热力学模型

基于离子分子共存理论(IMCT)建立了Na₂O-TiO₂-SiO₂-CaO-Al₂O₃-V₂O₅-MnO-MgO-FeO九元渣系的结构单元作用浓度模型和渣铁间硫分配比热力学模型,并对模型进行实验验证。通过模型计算出1200℃下渣系主要结构单元组成和渣中Na₂O,CaO,MnO,MgO和FeO的活度,发现Na₂O的加入可促进渣中低熔点物质的生成,降低渣系熔化性温度,改善脱硫反应的动力学条件;同时随着Na₂O加入量的增加,渣中Na₂O和CaO的活度增加,进而降低渣中S^2?离子活度,强化渣铁间脱硫反应。实验结果表明,增加碱矿比提高了渣铁间硫分配比,有利于铁水深度脱硫,铁水中硫含量可降至0.0005wt%以下,硫分配比的理论计算值与实验结果吻合极好。渣中各碱性氧化物的硫分配比随碱矿比R_N/C增加逐渐增大,各碱性氧...     

碱法提高铝硅矿物的铝硅比

采用NaOH溶液时铝硅矿物进行预脱硅处理,测出溶渣中SiO2和Al1O3的含量,计算得出渣中的铝硅比.考察液固比、溶出温度、溶出时间、碱浓度等因素对铝硅矿物溶出后渣中铝硅比的影响.实验表明,在液固比为40∶1、温度95℃、溶出时间3 h、40%碱浓度条件下,矿物的脱硅率可达55%以上.预脱硅后渣中铝硅比由0.89提高到...