RH精炼渣高熔点相作用浓度对粘渣的影响

为抑制RH精炼过程中熔渣中高熔点镁铝尖晶石和铁铝尖晶石相的析出以减轻浸渍管粘渣,基于分子离子共存理论,建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3-FeO-CaF2-MnO七元精炼渣系结构单元作用浓度的计算模型,计算了高熔点相的作用浓度,分析了熔渣组成对高熔点相作用浓度的影响. 结果表明,当RH精炼渣的碱度(CaO/SiO2, w)在4.0~5.0, CaO/Al2O3(w) 为1.5~2.0, MgO含量约10%(w), FeO含量约17%(w), CaF2含量不高于7.5%(w)时,精炼渣中MgO×Al2O3和FeO×Al2O3的作用浓度处于较低水平,不足以结晶析出,因而可以减轻RH浸渍管的粘渣. 模型计算结果与实验结果一致,为减轻粘渣用改质剂配方的设计提供了理论依据.     

RH精炼中钢液温度场与流场对浸渍管粘渣的影响

通过建立RH精炼过程中钢包内钢液的三维非稳态流动与传热的数学模型,计算了当浸渍管中的冷却强度不同(4.0×104～9.0×104W/m2)时钢液温度场的变化及其对浸渍管粘渣的影响.结果表明,在钢包内部离浸渍管较远处存在3个流速较高的回流区,而浸渍管附近区域形成了流速低于0.1 m/s弱流动区.当冷却强度一定时,浸渍管附近钢液处于低温区,两插入管之间钢液温度最低;随着冷却强度的增大,附近钢液温度从1547℃降低为1533℃,比RH处理前低63～77℃.浸渍管附近钢液温降越大则熔渣粘度越大,粘渣倾向也越大.     

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.     

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.     

刚玉尖晶石砖的抗渣性能

采用真空感应炉进行了刚玉尖晶石耐火砖的动态抗渣实验,研究了高碱度脱硫渣和铝硅镇静钢精炼渣对该耐火砖的侵蚀,分析了两种碱性渣对其侵蚀机理.结果表明,刚玉尖晶石耐火砖抗铝硅镇静钢精炼渣侵蚀性能优于高碱度脱硫渣.刚玉尖晶石耐火砖抗侵蚀性能主要受渣中氧化铝和氧化钙含量影响.高碱度脱硫渣中CaO,SiO2,CaF2含量较高,与刚玉尖晶石耐火砖中的Al2O3发生反应低熔点物质,降低了渣的粘度,侵蚀较严重;高碱度脱硫渣中Al2O3含量低,导致尖晶石中MgO直接溶解,而铝硅镇静钢精炼渣中Al2O3含量高,在MgO/渣界面形成MA尖晶石,导致间接溶解,抑制渣侵蚀.     

CaF_2-CaO-Al_2O_3-MgO-SiO_2系精炼渣性能研究

铝热还原制备铜铬合金时,合金中会存在气孔以及Al2O3,Cr2O3等夹杂物,采用电渣重熔工艺可有效去除气孔以及夹杂物等缺陷.根据Al2O3,Al2O3-Cr2O3以及Al2O3-CaF2等相图,选用CaF2-CaO-Al203-MgO-SiO2渣系精炼铜铬合金.测量研究了五元渣系的黏度、密度、表面张力以及电导率等性能.结果表明,当CaO/Al2O3质量百分比一定时,随着温度升高,熔渣黏度下降,电导率升高.1500℃时,黏度最低只有0.013 Pa·s,电导率可达1.22(Ω·cm)-1.随着温度升高,熔渣表面张力降低.渣样表面张力均小于0.50 N/m,密度约为2.70 g/cm3.五元渣具有较小的表面张力和良好的流动性,具有良好的精炼效果.     

复合熔析精炼去除工业硅中的非金属杂质硼

在1550℃下将CaO-SiO2-Al2O3三元渣与Sn-Si合金混合精炼,降温熔析去除工业硅中的杂质B,考察了渣系光学碱度及合金组成对B去除的影响及作用机理. 结果表明,渣系光学碱度增大,BO1.5的活度系数降低明显,增加了B的分配系数,即增强了精炼效果. Sn-Si合金中Sn比例从0增至70%时,B在渣相与合金相间的分配系数从3.16提高至13.8,硅中B含量最低为0.89′10-6,最高除硼率为93.3%;当Sn比例大于30%时,合金粘度大幅降低,B的分配系数提高;当Sn比例为70%、合金粘度为0.61 mPa×s时,渣系CaO-SiO2-20%Al2O3与CaO-SiO2-40%Al2O3精炼工业硅所得最大B分配系数分别为10.1和12.3.     

Al-Si合金熔渣精炼同步去除冶金硅中杂质B和P

在1500℃下将Al-Si合金与CaO-SiO_2-Al_2O_3熔渣复合精炼,考察了渣金质量比、精炼时间及渣系碱度对硅中B和P的去除效果,并分析了去除机理.结果表明,40%CaO-40%SiO_2-20%Al_2O_3(ω)熔渣和60%Al-Si(ω)合金在渣金质量比为5时,B和P的去除率分别为92.28%和91.14%.杂质去除过程主要集中在精炼的前30min,除B和P的传质系数分别为1.69×10~(-5)和1.47×10~(-5)m/s,延长精炼时间有利于B和P去除.改变渣系碱度,B和P的去除率呈规律性变化,质量比CaO:SiO_2为0.83时,B和P的去除率最大,分别为97.35%和94.24%.     

Al_2O_3-CaO熔渣性能的研究

采用旋转柱体法测量了Al2O3-CaO二元渣的黏度,采用重锤法测量了渣的密度,采用拉筒法测量了渣的表面张力,采用四探针法测量了渣的电导率.结果表明,共晶点处熔渣的高温流动性最好,1500℃时,该渣样的粘度只有0.57 Pa.s;随着CaO/Al2O3质量比增加,熔渣密度减少,表面张力减小,电导率增加:渣温为1450～1500℃时,熔渣密度在2.775～2.713g/cm3之间变化,表面张力在0.6405～0.6107 N/m之间变化,电导率在0.549～1.101(Ω·cm)-1之间变化.该二元渣作精炼渣时重熔电耗低,去夹杂能力强.但其熔点高、粘度大,所得合金表面质量差.     

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.     

Experimental Study on Composition Optimization for Refining Slag Containing BaO

Laboratory study was carried out on deep desulfurization of molten steel by CaO-Al2O3 based refining slag containing BaO at 1873K to achieve lower sulphur level in steel. A mathematical model of desulfurization was established with the methodology of quadratic orthogonal regression. According to the modle, the influence of Al2O3/CaO, MgO, CaF2, BaO in slag on desulfurization rate was analyzed. The results showed that the desulfurization rate almost linearly decreased with the increase of Al2O3/CaO, and it increased firstly then decreased when MgO and BaO content increased respectively, yet the trend is on the contrary as CaF2 content increased.Based on the comprehensive analysis, the optimum composition of the refining slag was achieved under the experimental conditions.     

Experimental Study Refining on Composition Slag Containing Optimization for BaO

Laboratory study; was carried out on deep desulfurization of molten steel by CaO-Al2O3 based refining slag containing BaO at 1873K to achieve lower sulphur level in steel. A mathematical model of desulfurization was established with the methodology of quadratic orthogohal regression. According to the modle, the influence of AlO3/CaO, MgO, CaF2, BaO in slag on desulfurization rate was analyzed. The results showed that the desulfurization rate almost linearly decreased with the increase of Al2O3/CaO and it increased firstly then decreased when MgO and BaO content increased respectixely, yet the trend is on the contrary as CaF2 content increased. Based on the comprehensive analysis, the optimum composition of the refining slag was achieved under the experimental conditions.     

平炉精炼包冶炼工艺与耐火材料的应用

以平炉用精炼包冶炼工艺参数为依据，分析了ＬＦ精炼包渣线用镁炭砖蚀损的主要因素；提出改进镁炭砖用结合剂、添加高活性的合金粉、提高镁砂的ＣａＯ／ＳｉＯ２比和加入合成原料等措施，提高镁炭砖的抗氧化性和抗法侵蚀性能，从而满足了平炉用精炼包冶炼工艺用耐火材料的要求。     

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.     

超低碳铝硅镇静钢精炼过程中夹杂物的行为及其对钢组织的影响

针对RH精炼并结合典型的渣-钢化学平衡实验,研究了超低碳铝硅镇静钢精炼过程中夹杂物的变化以及钢包顶渣组成对钢中夹杂物的影响. 用激光共聚焦高温扫描显微镜在线观察了再加热过程中钢的微观组织变化,讨论了夹杂物对钢的晶粒长大的影响. 结果表明,本实验条件下精炼前钢中夹杂物是以Fe-Mn氧化物为主的复合夹杂,夹杂物数量和大小受渣碱度、Al2O3含量及CaO/Al2O3比值的影响较大,当碱度为1.5及Al2O3含量为20%时,夹杂物数量最少. 以成分优化的钢包渣与精炼末期钢样进行的平衡实验显示,夹杂物为Al2O3-MgO或Al2O3-MgO-SiO2-MnO为主的复合夹杂,随渣中w(MnO)的增加,复合夹杂中Mn含量有增加的趋势,使钢的晶粒长大过程需要更高的再加热温度. 钢样再加热后,钢中夹杂物变为以Al2O3, MgO, SiO2复合夹杂为主,三者总量占夹杂物总量的90%或以上,复合夹杂中MnO含量受加热制度影响.     

CaO-SiO2-FeO-B2O3-MnO脱磷渣熔化温度和粘度特性

采用FactSage模拟软件和修正后的Einstein?Roscoe公式计算了无氟型CaO?SiO2?FeO?B2O3?MnO预熔脱磷渣的熔化温度和粘度,考察了碱度和各成分配比对脱磷渣熔化温度和粘度的影响,得到合理的脱磷渣成分配比及控制区间和适宜的熔池温度,采用正交法进行了实验验证,通过直观分析、方差分析和主效应分析优选出最佳配比. 结果表明,该渣系粘度随碱度、FeO含量和助熔剂含量提高而降低,1400℃时最佳配比为碱度R?4.0, B2O3含量9wt%, MnO含量10wt%, FeO含量45wt%. 计算的熔化温度为1195.51℃,粘度为0.207 Pa×s,实验所测熔化温度为1192.21℃,粘度为0.199 Pa×s,计算值与实测值相近,表明正交法优选方案可靠.     

炉渣组分对CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O渣系粘度的影响

针对高碱度高氧化铝含氧化钠的CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O六元渣系,采用有限制的混料均匀设计方法设计实验,在1773 K温度熔融还原条件下测定了该渣系的粘度. 利用偏最小二乘法回归分析,建立了炉渣组分与粘度的回归方程,利用回归方程分析了炉渣碱度[w(CaO)/w(SiO2)], MgO, TiO2, Al2O3及Na2O对炉渣粘度的影响. 结果表明,回归方程拟合的关联系数RC2为0.9945,方程可很好地预测该渣系的粘度. 在实验范围内,炉渣粘度随碱度的增加而增加. 碱度一定时,炉渣粘度随MgO, Al2O3, Na2O含量的增加而逐渐降低,随着TiO2的增加先降低后增加. 当炉渣碱度小于3.1、MgO质量含量大于4%、Al2O3大于20%、TiO2在3.1%~6.1%、Na2O大于0.75%时,1773 K温度下炉渣粘度均小于2 Pa×s,此时渣系粘度完全满足实际冶炼要求.     

LF精炼废渣水热浸出过程中主要矿相的溶解行为

通过水热浸出实验分别研究了精炼废渣及合成的废渣中2种主要单一矿相12CaO?7Al2O3和2CaO?SiO2的溶解行为,并将二者进行对比分析,探究了LF精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为。结果表明,废渣浸出过程中浸出液的pH?12,且随浸出时间增加,电导率和Ca浓度增加,Al浓度急剧下降,Si浓度低于0.1 mg/L且保持不变;12CaO?7Al2O3浸出过程中,随时间增加,浸出液pH值稳定在约11.3,浸出液中Al浓度增加,Ca浓度略微下降。2CaO?SiO2浸出液中主要为Ca2+,Si浓度低于0.6 mg/L;废渣与单一矿相浸出过程的pH值及Al, Si浓度较接近,可以通过单一矿相的溶解行为研究精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为,但废渣浸出液的Al和Si浓度均低于单一矿相,表明废渣中CaO等其它组分溶解抑制了12CaO?7Al2O3和2CaO?SiO2溶解。     

Exploring influence of MgO/CaO on crystallization characteristics to understand fluidity of synthetic coal slags

The crystallization has significant influence on fluidity of slag and slag discharge of entrained-flow-bed(EFB) gasifier. The crystallization characteristics and fluidity of five synthetic slags with different MgO/CaO ratios prepared on the basis of the range of oxide contents of Zhundong coal ash were investigated in this study. The results show that with the MgO/CaO ratio increase, the initial crystallization temperature increases, and the main temperature range of crystallization ratio growth...