CaO-SiO2-MgO-Al2O3系精炼渣的活度计算模型

精炼渣系对钢中夹杂物的演变与去除有着重要影响,渣金反应导致铝脱氧钢中大量形成MgO-Al_2O_3夹杂物,危害钢材的表面质量与疲劳性能.为了降低渣中MgO的反应性,文中依据分子离子共存理论,建立了CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3系精炼渣的活度计算模型,利用该模型,计算分析了渣中MgO含量、SiO_2含量、CaO/Al_2O_3和CaO/SiO_2对渣中MgO活度的影响规律.结果表明,增加Si O2含量可显著降低MgO活度.当MgO含量为10%时,控制CaO/Al_2O_3小于1和CaO/SiO_2小于0.6可有效降低MgO活度.     

基于IMCT理论的CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Na2O渣系的脱硫热力学模型

 为了精确表征含Na2O渣系的脱硫能力，改善脱硫效果，基于熔渣离子与分子共存理论（IMCT）建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Na2O渣系结构单元的作用浓度计算模型和1 753 K时该渣系的脱硫热力学模型。并对渣系的总硫分配比及各自硫分配比的影响因素进行了讨论分析。理论结果表明，除LS， MgS外，随着Al2O3质量分数的增加，该渣系的脱硫能力明显下降，而MgO和Na2O质量分数的增加，对提高渣系的脱硫能力具有明显的促进作用。此外，少量的Na2O即可表现出很强的脱硫效果，这为含有Na2O的冶金二次资源在铁水脱硫过程中的应用以及铁水脱硫渣系的优化提供了必要的理论依据。     

MnO—TiO2渣系热力学计算模型

根据炉渣结构的共存理论以及相图，确定了ＭｎＯ－ＴｉＯ２渣系的结构单元为Ｍｎ＾２＾＋，Ｏ＾２＾－简单离子和ＴｉＯ２，２ＭｎＯ．ＴｉＯ２，ＭｎＯ２分子，进而推导了本渣系的热力学计算模型，研究结果表明，在１５００℃和１５５０℃两温度下，计算的Ｎｍｎｏ与实测的αＭｎＯ完全一致，从而证明了该模的正确性。本文进一步计算了△Ｈ＾Ｍ，△Ｇ＾Ｍ随渣系组成的变化规律。     

CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系脱磷行为

利用Factsage软件计算了Al2O3含量对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系熔点和黏度的影响,并通过实验研究了在1 400℃时,CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系对高磷铁水脱磷行为的影响.结果表明:渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间时,随着A12O3含量的增加,渣系的熔化温度迅速降低,进一步增加渣中的A12O3含量,渣系的熔化温度逐渐增加;Al2O3对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系的黏度影响不大;渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间变化时,渣系脱磷能力变化不是很大,脱磷率维持在91％左右,进一步增加渣系中A12O3的量,脱磷率逐渐下降;Al2O3对脱磷率产生影响可能是其改变了炉渣中液相所占比例,进而影响磷从铁水中向液相渣的传质过程.     

CaO-SiO2-Al2O3-FeO-CaF2-La2O3-Nb2O5-TiO2渣系的活度计算模型

根据熔渣结构的分子离子共存理论,建立了CaO-SiO2-Al2O3-FeO-CaF2-La2O3-Nb2O5-TiO2八元渣系的活度计算模型.利用该活度模型,计算和分析了此渣系中铌、稀土、钛相关组元的活度变化规律.实验结果表明,模型计算结果与实际测量值能较好吻合;在本实验渣系条件下,含铌组元主要为FeO·Nb2O5,含镧组元主要为La2O3和La2O3·Al2O3,含钛组元主要为2FeO·TiO2和FeO·TiO2;随着渣中FeO质量分数的降低,含铌组元由FeO·Nb2O5转变为CaO·Nb2O5,而含钛组元主要由2FeO·TiO2和FeO·TiO2向TiO2转变;当渣中FeO质量分数较低时,ω(CaO)/ω(SiO2)成为影响铌和钛相关组元活度的重要因素,随着ω(CaO)/ω(SiO2)的增大,2CaO·Nb2O5和CaO·TiO2的活度明显增大.     

CaO-Al2O3-MgO-SiO2-Ce2O3渣系活度计算模型

稀土钢冶炼过程中,含稀土钢液与熔渣间存在强烈的渣金反应,导致钢中溶解态稀土含量波动严重,影响其在钢中的作用效果。然而,由于含稀土渣系热力学数据的缺失,限制了相关研究工作的开展。依据分子离子共存理论,建立了CaO-Al₂O₃-MgO-SiO₂-Ce₂O₃渣系的活度计算模型,并绘制组元的等活度线图,讨论w(CaO)/w(Al₂O₃)、w(Ce₂O₃)等成分变化对渣系中各组元活度的影响。计算结果表明,CaO-Al₂O₃基精炼渣的SiO₂活度范围(4×10^-19～7×10^-18)远小于CaO-SiO₂基精炼渣的活度范围(0.003～0.4),即对于稀土钢而言,CaO-Al₂O₃基精炼渣更为适用;对于CaO-Al₂     

CaO-SiO2-Al2O3-V2O3四元系活度模型及其应用

根据熔渣结构的分子离子共存理论建立了CaO-SiO2-Al2O3-V2O3四元系活度模型,应用该模型计算出的活度数据,对用钒氧化物矿代替钒铁直接合金化冶炼高速钢的工艺过程进行了热力学计算和分析.用此活度数据计算了Al作还原剂时渣的平衡成分,计算结果表明渣中V2O3的含量极低,直接合金化的热力学条件好,钒理论最大还原率高.通过该活度数据计算钢中或渣中的各种还原剂还原渣中V2O3的△G和Lv,计算结果表明Al是所有还原剂中还原能力最强的.     

CaO-SiO2-V2O3三元系活度模型及其应用

 根据熔渣结构的分子离子共存理论建立了CaO SiO2 V2O3三元系活度模型,应用该模型对用钒氧化物矿代替钒铁直接合金化冶炼高速钢的工艺过程进行了热力学计算和分析。 结果表明：在高温下,SiC比Si、C的还原性能强。SiC和Si与V2O3反应时渣钢间V的分配比随碱度的提高而下降,而C与V2O3反应时渣钢间V的分配比随碱度变化不大。Si和C与V2O3反应时渣钢间V的分配比随Si、C含量的提高而下降。     

高炉CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2渣与铁液间硫分配比的热力学模型

 炉渣离子与分子共存理论认为,CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2渣中结构单元或离子对的作用浓度能够像传统意义上的熔渣活度一样表征化学反应能力。通过建立1773K时高炉CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2渣中结构单元或离子对的作用浓度控制方程,运用Matlab进行求解,进而建立了该渣系计算渣铁间硫分配比的通用热力学模型。此外,该模型能够定量计算出CaO和MgO各自对渣铁间硫分配比的热力学贡献率。建立的模型的计算结果表明,当TiO2含量增加时渣铁间硫分配比及CaO的热力学贡献率逐渐降低,而MgO的贡献率逐渐上升。     

MnO-FeO-SiO2-Al2O3渣系作用浓度的计算模型

根据炉渣结构共存理论和相关相图,建立了MnO-FeO-SiO2-Al2O3渣系作用浓度的计算模型,考察了炉渣温度、FeO含量对锰在渣-钢间分配比(LMn)的影响.研究结果表明,模型计算的作用浓度值NMno、钢液中锰含量和LMn与文献中的实测值相吻合;LMn随着温度的升高而降低,随着渣系中FeO含量的增加而增加.因此,本...     

CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣系FeO活度的计算模型

利用熔渣结构共存理论建立了CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣系FeO活度的计算模型,并分析了1400℃时炉渣碱度、MgO和FeO含量对该渣系FeO活度的影响规律。结果表明：当CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣系三元碱度为1.3,Al2O3含量为12wt%,FeO含量为2wt%条件下,随MgO含量的增加,炉渣FeO活度增大;当二元碱度为1.1,Al2O3含量为12wt%,MgO含量为10wt%时,FeO活度随随渣中FeO含量的增加呈线性增加;当渣中Al2O3、MgO和FeO含量分别为12wt%、10wt%和2wt%固定不变时,随着二元碱度的提高,炉渣FeO活度迅速增加。计算得到的上述规律和实测规律一致,说明了本模型用于分析FeO活度的正确性。     

Li2O对CaO-SiO2-MgO-Fe2O3-MnO2-P2O5精炼渣系脱磷的影响

在Li2 O替代CaO SiO2 MgO Fe2 O3 MnO2 P2 O5精炼渣系中部分CaO的条件下 ,研究了Li2 O含量、碱度及氧化性对钢液磷含量的影响。结果表明 ,在Li2 O =15 % ,碱度 (CaO +Li2 O) /SiO2 为 2 .0～ 2 .5 ,(Fe2 O3 +MnO2 )为 7%的条件下 ,该渣系对钢液的脱磷率在 70 %以上 ,控制钢液磷含量在 0 .0 0 9%以下。     

不锈钢用BaO基渣系脱磷的热力学研究

通过化学平衡实验研究了不锈钢用BaO基揸系氧化脱礴的热力学及适合于Cr18-Ni8不锈钢脱礴的渣系，研究结果表明熔渣光学碱度及温度与磷容量有很强的相关性。对礴容量有显著影响的熔渣组成有BaO，BaCl2，CaF2，SiO2。     

MnO－TiO_2渣系热力学计算模型

根据炉渣结构的共存理论以及相图，确定了ＭｎＯ－ＴｉＯ＿２渣系的结构单元为Ｍｎ￣（２＋），Ｏ￣（２－）简单离子和ＴｉＯ＿２，２ＭｎＯ·ＴｉＯ＿２，ＭｎＯ·ＴｉＯ＿２分子，进而推导了本渣系的热力学计算模型。研究结果表明，在１５００℃和１５５０℃两温度下，计算的Ｎ＿（ＭｎＯ）与实测的α＿（ＭｎＯ）完全一致，从而证明了该模型的正确性。本文进一步计算了△Ｈ￣Ｍ，△Ｇ￣Ｍ随渣系组成的变化规律。     

基于转炉CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系脱磷行为

 基于CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系,从热力学角度对渣钢界面的脱磷行为进行分析,归纳出磷分配比与钢液温度、碳质量分数以及炉渣成分间的表达式,并在此基础上绘制出了CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系的等磷分配比线,同时分析了转炉终渣氧化性、碱度以及温度对磷分配比的影响情况。研究结果表明,转炉吹炼过程磷分配比是钢液温度、碳质量分数和炉渣成分的函数,通过与实际生产数据进行验证,发现其与实际结果吻合良好。基于该预测公式,在其他条件不变情况下,随着炉渣FeO质量分数增加,磷分配比[LP]先增加后减小,当终渣FeO质量分数为18%左右时达到最大值;随着终渣碱度的增加,渣钢间磷分配比增加,当终渣超过4.0时,磷分配比增加不再明显。     

CaO-MgO-FeO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5渣系与碳饱和铁液间硫分配比的热力学模型

在富氧顶吹熔融还原冶炼高磷铁矿的工艺研究中,以共存理论为基础,结合全选主元松弛迭代法,利用VB 6.0计算了CaO-MgO-FeO-Al2O3-SiO2-P2O5渣系中结构单元或离子对的质量作用浓度,并建立了该渣系与碳饱和铁液间硫分配比的热力学模型,由该模型计算的硫分配比与工艺中实测的硫分配比吻合程度较好,说明利用共存理论所建立的脱硫模型能适用在熔融还原高效脱磷熔渣。     

CaO-MnO-SiO2渣系作用浓度的计算模型

基于炉渣结构的共存理论,建立了CaO—MnO—SiO₂三元渣系组元作用浓度的计算模型,考察了碱度、温度对组元MnO作用浓度N_MnO的影响.结果表明:模型计算值N_MnO与文献实测活度值a_MnO非常吻合,说明本模型能够较好地反映该渣系的结构本质;当B<2.0时,N_MnO随着碱度的增加而增加;当碱度B=2.0时,N_MnO达到最大值;当B>2.0时,N_MnO随着碱度的增加而降低;在低碱度范围内,碱度对N_MnO的影响更为明显;温度对N_MnO的影响则不是很明显.