含TiO2三元渣系粘度计算模型

根据炉渣结构的共存理论与CaO-SiO2-TiO2三元渣系在不同湿度和TiO2 成分下粘度的文献值，建立了此三元渣系的作用浓度和粘度计算模型。在模型计算过程中，采用MATLAB编制相应的计算程序，并绘制了1400℃、1500℃在碱度R＝0.9-1.0之间、不同TiO2含量下，渣系的粘度随TiO2百分含量变化的曲线。结果表明TiO2含量增加，其作用浓度增加，CaO-SiO2-TiO2三元渣系的粘度下降，并且温度升高粘度降低，计算值与实测值有很好的一致性，从而说明模型的合理性。     

综合碱度对连铸保护渣黏性特征的影响

利用旋转黏度计,全面研究连铸保护渣的黏度、凝固温度和黏性活化能与碱度、综合碱度之间的关系.在本实验渣系条件下,随着综合碱度的增大,连铸保护渣的黏度、凝固温度和黏性活化能均逐渐减小,并且随着综合碱度的增大,其对黏性特征的影响作用逐渐减弱.利用连铸保护渣的黏度、凝固温度和黏性活化能与综合碱度的回归方程,可以全面考察渣中各组元对连铸保护渣黏性特征的影响作用,精确预测连铸保护渣的黏性特征.当综合碱度为2.0时,连铸保护渣的黏度为0.17 Pa.s,凝固温度为1 030℃,黏性活化能为120 kJ.mol-1.综合国内外连铸保护渣应用实践,连铸保护渣的综合碱度应大于2.0,此时连铸保护渣的黏性特征保持相...     

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.     

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。     

锰在渣/钢之间分配平衡的热力学评估

对不同研究者获得的锰在渣/钢之间分配平衡的相关热力学数据进行了归纳和评估.结果表明,在温度为1 873 K下, 对组成为 (0.2%～36.8%)CaO-(4.0%～69.7%)FetO-(7.5%～31.0%)SiO2-(6.7%～25.0%)MgO-(0.5%～3.4%)P2O5-(3.4%～16.0%)MnO的炼钢渣,利用聚集电子相模型和经验公式计算MnO的活度与实验测定值相吻合,MnO的活度值为0.02～0.20,用正规溶液模型计算的结果低于实验测定值.MnO的活度受渣中FetO含量的影响不明显,随渣中MnO含量和渣碱度的增加而增大.在误差为±20%的范围内,可用经验公式和聚集电子相模型来预测与渣平衡钢中的锰含量.在炼钢温度下,碱度对锰的分配比影响较大,碱度相同的情况下,高FetO渣有较强的脱锰能力.在温度为1 623 K下,锰在渣/铁之间的分配比可以通过测定锰在渣/钢之间的分配比,再通过计算得到.     

锰在渣／N之间分配平衡的热力学评估

对不同研究者获得的锰在渣／钢之间分配平衡的相关热力学数据进行了归纳和评估。结果表明,在温度为1873K下,对组成为（O．2％～36．8％）CaO-（4．0％～69．7％）FetO-（7．5％～31．0％）Si02-（6．7％～25．0％）MgO-（O．5％～3．4％）P2O5-（3．4％～16．0％）MnO的炼钢渣,利用聚集电子相模型和经验公式计算MnO的活度与实验测定值相吻合,MnO的活度值为0．02～0．20,用正规溶液模型计算的结果低于实验测定值。MnO的活度受渣中FetO含量的影响不明显,随渣中MnO含量和渣碱度的增加而增大。在误差为±20％的范围内,可用经验公式和聚集电子相模型来预测与渣平衡钢中的锰含量。在炼钢温度下,碱度对锰的分配比影响较大,碱度相同的情况下,高FetO渣有较强的脱锰能力。在温度为1623K下,锰在渣／铁之间的分配比可以通过测定锰在渣／钢之间的分配比,再通过计算得到。     

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·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·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．     

不同碱度精炼渣的冶金性能

通过工业实验,采用气体分析、成分分析和SEM等方法研究了4种不同精炼渣系的脱氧、脱硫和控制夹杂物形态的能力.实验结果表明:相比Al2O3质量分数对脱氧能力的影响,碱度的影响表现更明显.碱度越高越有利于脱氧,当碱度约为4时(渣系3),精炼渣几乎达到最大脱氧能力.碱度越高脱硫能力越强,碱度约为1.5时,基本失去脱硫功能;碱度超过3.5时,随着碱度的增加,脱硫能力增加相对变缓.相对渣系4,采用渣系3后球状的钙铝酸盐夹杂物得到了一定程度的控制.对于要求控制钙铝酸盐夹杂物的35CrMo钢种,可以选择渣系3作为精炼渣系.     

基于FactSage的脱磷渣中MgO饱和溶解度计算

利用Factsage热力学软件对高磷铁水(w[P]=0.5%)的脱磷平衡过程进行模拟计算,并根据渣系相图对计算结果进行理论分析。结果表明,温度一定的条件下,渣中MgO饱和溶解度(w(MgO)_(SS))受到Fe_tO质量百分比和碱度等因素的综合影响:当碱度R1.5时,w(MgO)_(SS)随着Fe_tO质量百分比的增加而减小;当1.5≤R4.0时,w(MgO)_(SS)先随着Fe_tO质量百分比的增加先增大后减小,且当w(Fe_tO)为40%左右时,w(MgO)_(SS)达到最大值;当R≥4.0时,w(MgO)_(SS)随着Fe_tO质量百分比的增加而增加。另外,温度升高会促进渣对MgO的溶解,渣中w(MgO)_(SS)有所增加。     

CaO-Al_2O_3-CaF_2-SiO_2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w(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1 490℃以上时,熔渣黏度都低于0.5Pa.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1 440℃时,黏度值低于0.2Pa.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.