Al2O3-CaO-CaF2-MgO渣系性能的研究

对Al2O3-CaO-CaF2-MgO渣系的初晶温度、电导率以及物相组成进行了研究.研究结果表明:在该渣系中,随着MgO的含量的增加,渣系的初晶温度先降后增,当MgO的加入量为7％时值最低,初晶温度为1 497℃.该渣系中,随着MgO加入量的增加和温度的升高,渣系的电导率也随着增大,其中主要物相组成为MgAl2O4、C...     

Al_2O_3对艾萨余热锅炉辐射区结渣熔融特性的影响

以某铜冶金艾萨熔炼炉余热锅炉辐射区结渣为研究对象,研究了Al_2O_3在高温下对渣样熔融特性的影响。结果表明,渣样熔融温度随着Al_2O_3比例(1%～16.7%)的提高而提高,当Al_2O_3达到16.7%、温度1 370℃时,渣样并没有出现软化状态。添加16.7%的Al_2O_3的渣样在1 100℃灼烧1h,渣样中大部分仍为Fe3O4,只有微弱的铁铝尖晶石峰出现;当灼烧温度达到1 200℃时,铁铝尖晶石的特征峰较为明显,即生成了大量铁铝尖晶石。通过FactSage 7.2进行的热力学反应平衡计算结果与XRD结果一致。     

低氧分压条件下CaO-SiO_2-P_2O_5(10%)-FeO体系热力学性质的研究

以促进2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5固溶体生成的非均相脱磷工艺被视为未来实现转炉少渣冶炼的重要手段,但目前相关渣系热力学性质的研究较少,不能为合理解释非均相渣脱磷的机理提供理论依据.为此,本文利用FactSage热力学软件绘制了低氧分压(1mPa)条件下CaO-SiO_2-P_2O_5(10%)-FeO体系及其子体系的热力学相图,分析了不同温度下相平衡关系及液相线的变化规律.研究结果表明:升高温度可使体系中液相区及Ca_3(PO_4)_2初晶区的范围扩大,但会导致α'-Ca_2SiO_4的初晶区缩小以及Ca_2Fe_2O_5等物相的消失;降低氧分压可使体系的液相区缩小,并向高FeO的方向收缩;CaO-SiO_2-P_2O_5(10%)-FeO体系中存在较大的α'-Ca_2SiO_4与Ca_3(PO_4)_2共存区,尤其是α'-Ca_2SiO_4,Ca_3(PO_4)_2与Ca_2Fe_2O_5的三相共存区可极大地促进2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5固溶体的生成.     

Na_3AlF_6—Al_2O_3—La_2O_3熔盐体系电导率的研究

用惠斯顿电桥法测定了Na_3AlF_6—Al_2O_3—La_2O_3体系的电导率,并导出了该体系电导率随温度、Al_2O_3和La_2O_3浓度而变化的数学模型。结果表明:该体系的电导率随温度的升高而增大,随Al_2O_3和La_2O_3浓度的增加而减小,Al_2O_3浓度对电导率的影响为La_2O_3对其影响的7倍。     

利用Factsage研究CaF_2-CaO-Al_2O_3-SiO_2-MgO渣系的粘度特性

根据参考文献确定CaF_2-CaO-Al_2O-3-SiO_2-MgO渣系中各组元的质量分数取值范围(MgO 1-7%,SiO_24-10%,CaO 6-15%,Al_2O_3 18-30%,CaF_2 50-60%),渣系熔化温度取值范围(1330-1463℃)。在实验过程中,运用正交软件设计渣系中各组元不同含量配比实验;拟定在1450℃温度条件下,利用Factsage软件对其粘度数值进行计算,探究几种物质对该渣系粘度值大小的影响;并利用Origin软件对实验结果进行画图分析。结果表明该渣系理论最优组合的因子质量百分比为:65%CaF_2、18%Al_2O_3、12%CaO、4%或6%SiO_2、1%MgO。     

电渣重熔过程中熔渣成分变化的研究

在电渣重熔过程中,熔渣的成分经常会随时间推移发生变化,熔渣成分的变化会影响电渣重熔锭元素分布的均匀性,甚至影响电渣重熔工艺的顺行.本文从含氟渣系的挥发和渣壳形成两个方面出发,论述影响电渣重熔过程中熔渣成分变化的因素以及熔渣成分变化对电渣重熔锭中Al、Ti元素烧损的影响.结果表明:CaO会降低熔渣的失重率,SiO_2和Al_2O_3会提高熔渣的失重率;渣壳的非平衡凝固引起的组分偏析,会使高熔点相Ca_4Al_6F_2O_(12)(3CaO·3Al_2O_3·CaF_2)和Ca_(12)Al_(14)F_2O_(32)(11CaO·7Al_2O_3·CaF_2)析出,致使熔渣的成分发生变化.此外,在电渣重熔Inconel 718高温合金过程中,通过理论计算,得出渣系中加入6%～10%的TiO_2能够抑制熔渣成分变化,并降低合金中Al和Ti的烧损.     

含CaCl_2渣在精炼温度下的同时脱磷和脱硫

通过试验,考察了CaO-Al_2O_3-CaCl_2渣在1550℃下的脱磷、脱硫作用,并与CaO-Al_2O_3CaF_2渣的脱磷、脱硫效果进行了比较。同时,还讨论了含CaCl_2熔渣的稳定性。结论如下:只要配比合适,在精炼温度下,含CaCl_2渣具有同时脱磷、脱硫的作用,而且脱磷效果明显优于含CaF_2渣,这很可能与含CaCl_2渣中生成稳定的Ca_5(PO_4)_3Cl有关;增大CaO/Al_2O_3比值,减少CaCl_2的加入量,均有利于提高含CaCl_2熔渣的稳定性。     

助熔剂对CaO-Al2O3基保护渣理化性能的影响

针对高铝钢用钙铝基连铸保护渣在浇铸过程中存在的渣条严重、粘结漏钢报警频发等问题,通过调整助熔剂含量,考察了以B2O3替代CaF2对保护渣熔化温度、黏度及结晶性能的影响。结果表明,随着B_2O_3替代CaF2质量分数的增加,保护渣的熔化温度和转折点温度不断降低,高温下的黏度不断提高。而且,CaF_2质量分数较高时,保护渣的析晶性能较强,高温处析出Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2。随着B_2O_3取代CaF2质量分数的增加,保护渣的析晶性能受到明显抑制,析晶物相的变化规律为Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2→2CaO·Al2O3·SiO2→单一液相。B2O3取代CaF2质量分数为10%时,保护渣的析晶性能得到有效抑制,可有效降低粘结报警频率,满足高铝钢种的浇铸需求。     

CaF_2-MgF_2对钢中Al_2O_3夹杂物去除作用的研究

采用不同量的CaF_2、MgF_2、Na_3AlF6以及CaF_2与MgF_2的混合物对钢液中Al_2O_3夹杂物进行改性处理。结果表明:经过改性处理后的钢中全氧含量都有明显的降低,但其添加量需要在一个合适的范围,其中添加1.0%的CaF_2与MgF_2的混合改性剂的效果最好。另外经过改性剂处理后的钢中夹杂物呈现出MnS包裹Al_2O_3的复合分层形态,更加有利于夹杂物的上浮去除,而且MnS为塑性夹杂物,可降低残留在钢中Al_2O_3夹杂物对钢的危害。     

铝渣复合脱硫剂在KR铁水脱硫过程中的应用

KR脱硫反应过程中使用纯石灰脱硫剂会生成高熔点硅酸钙覆盖在CaO颗粒表面阻碍脱硫反应进行,以往采用加萤石方法生成低熔点的共晶化合物来解决该问题,但会侵蚀炉衬,且污染环境。使用铝渣后,Al可以和CaO中被置换出的O结合生成Al_2O_3,促进脱硫反应进行,并且可以减少高熔点硅酸钙的生成量。利用工业试验研究加入铝渣对铁水脱硫反应的影响,并利用热力学计算阐述其作用机理。结果表明:加入铝渣后,脱硫反应开始阶段生成Al_2O_3和CaS,随着反应深入,生成的Al_2O_3与CaO结合生成钙铝酸盐,反应产物按照"Al_2O_3→CA6(CaAl_(12)O_(19))→CA_2(CaAl_4O_7)→CA(CaAl_2O_4)→C_3A(Ca_3Al_2O_6)"路径依次生成转变。铝渣中的金属铝可以降低铁水氧势,促进脱硫反应进行,并且铝渣中的Al_2O_3会和CaO反应生成低熔点的钙铝酸盐。使用铝渣后铁水硫质量分数均值可降至4.6×10~(-6),硫质量分数低于10×10~(-6)的比例提升至81.9%。     

CaF2基渣的结晶温度及其预测模型

利用(STA)449cJup5ter同步热分析仪,根据ANF-6渣应用过程演化而成的CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-MgO 渣系的成分变化设定的成分范围,建立二次回归正交设计模型,研究CaF2基渣系结晶温度与CaO、SiO2、MgO、Al2O3和CaF2含量之间的关系,进而通过建立非线性规划模型,对电渣的结晶性...     

电渣重熔用五元高氟渣高温挥发机制

 为探究高温过程电渣组元挥发机理，以电渣重熔用高氟渣CaF2 CaO SiO2 Al2O3 MgO五元渣系为基础研究炉渣高温挥发机制，通过FactSage理论计算、热重及高温质谱检测，结合1 000～1 500 ℃高温焙烧试验以及XRF检测与SEM物相观察，对炉渣加热过程成分及物相变化进行了研究。结果表明,温度为550～800 ℃时，CaF2与SiO2反应生成SiF4气体；温度为800～1 200 ℃时，CaF2与MgO反应生成MgF2气体，同时与少量Al2O3反应生成AlF3气体；温度为1 200～1 500 ℃时，挥发分主要为CaF2及少量AlF3。在高温区(1 000～1 400 ℃)，晶体主要为二铝酸钙和和少量枪晶石；当温度达到1 500 ℃，晶体主要为枪晶石结构，为探究高温过程电渣组元挥发机理以及电渣制备工艺的优化提供参考。     

CaF2-SiO2-Al2O3-CaO-MgO五元渣系的电导率

 为了系统研究五元含氟渣系各组元对熔渣电导率的影响,根据5因素2次正交旋转回归法设计渣系,使用RTW-10熔渣物性测定仪,采用交流4探针法,测定了1600℃下各渣系的电导率;研究了各组元对含氟渣系电导率的影响。结果表明：当CaF2的含量(质量分数,下同)在10%~75%时,随着Al2O3和SiO2含量的增加电导率逐渐减小,而随着CaF2、MgO和CaO含量的增加电导率逐渐增大;在w(Al2O3)=20%、w(MgO)=10%和w(CaF2)=50%时,当w(CaO)小于7%,随着w(SiO2)的递增电导率逐渐减小,而当w(CaO)大于7%时,随着w(SiO2)的递增电导率逐渐增大;在w(SiO2)=10%、w(MgO)=10%和w(CaF2)=50%时,当w(Al2O3)小于11%时,随着w(CaO)的递增电导率逐渐减小,当w(Al2O3)大于11%,随着w(CaO)的递增电导率逐渐增大。     

电渣重熔高温合金渣系对冶金质量的影响

 电渣重熔渣系的组成直接关系到高温合金的冶炼质量和表面质量。分析了高温合金电渣重熔渣系选择的基本要求和组成特点,确定了高温合金电渣重熔常用渣系的基本类型。通过研究高温合金电渣重熔渣系对冶金质量的影响可知：高碱度渣系具有较好的脱硫效果;为了降低渣料中的不稳定氧化物,应在使用前对萤石进行提纯;可以采用改变渣系组元和加入铝粉的方法,从而减少铝、钛等易氧化元素的烧损;选择低熔点渣系,可有效减少和避免含钛高温合金在电渣重熔过程中易出现的锭身表面渣沟、腰带缺陷、锭身分流眼等表面缺陷。提出的高钛低铝型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：CaF2 65%～70%、[Al2O3]12%～15%、[CaO]12%～15%、[MgO]3%～8%、[TiO2]2%～5%。高铝低钛型高温合金电渣重熔渣系配比（质量分数）为：[CaF2]60%～65%、[A12O3]15%～20%、[CaO]15%～20%、[MgO]0～5%、[TiO2]0%～2%。     

nNaF·AlF3-Al2O3-Sc2O3系电解质初晶温度数学模型的研究

通过对冰晶石—氧化铝—氧化钪系电解质进行五因子一次回归正交实验,求出了其初晶温度受Al2O3、AlF3、CaF2、MgF2、Sc2O3等5个因素影响的函数关系。研究表明,上述5个因素对电解质初晶温度的影响程度,由高到低依次为:Sc2O3、MgF2、Al2O3、AlF3、CaF2。每1%Sc2O3平均降低初晶温度8 219℃。因此Sc2O3的加入可以显著的降低电解温度,起到节能降耗的作用。     

高铝炉渣熔化性温度的研究

由于矿石资源的变化,武钢高炉炉渣中Al2O3含量从原来的14%左右上升到16%左右,渣型结构发生了很大的变化。通过对高炉高Al2O3炉渣熔化性温度的试验研究,分析了炉渣中MgO含量、Al2O3含量及二元碱度RO对炉渣熔化性温度的影响以及配加CaF2后熔化性温度的变化。结果表明:Al2O3含量每增加1%时,炉渣熔化性温度平均提高4.4℃;MgO含量对熔化性温度的影响不大;二元碱度RO每增加0.05时,炉渣熔化性温度平均提高8℃;在炉渣中配加了CaF2后,Al2O3含量的变化对炉渣的熔化性温度影响较小。     

大型高炉铜冷却壁渣皮物相组成及性能分析

 高炉铜冷却壁热面形成的渣皮是保障冷却壁寿命的关键。基于高炉中修，针对铜冷却壁热面的渣皮进行实地取样，通过化学成分分析、XRD分析以及SEM EDS分析，并结合FactSage热力学计算及激光法导热分析，对大型高炉铜冷却壁表面形成渣皮的化学成分、微观形貌、高温性能和导热性能进行系统研究，探明了大型高炉铜冷却壁热面渣皮的物相组成和基础性能。结果表明，高炉铜冷却壁渣皮具有明显的分层结构，主要物相为二铝酸钙(CaAl4O7)、硅灰石(Ca2Al2SiO7)和钙长石(CaAl2Si2O8)等；通过FactSage软件计算渣皮熔化温度和黏度，发现沿着渣皮的生长方向，熔化温度降低，流动性降低；并通过传热计算得出合理渣皮厚度条件下的热流强度，从而为高炉生产实践提供理论指导。     

����������La2O3-Al2O3-CaF2����������Ũ��ģ��

In order to accurately control the rare earth content in liquid steel in electroslag remelting (ESR) process, according to the ion and molecule coexistence theory (IMCT) of slag structure and corresponding phase diagrams, a thermodynamic calculating model for the evaluation of mass action concentrations (designated by Ni for structure unit i) for La2O3-Al2O3-CaF2 slag system was formulated. The results show that the calculated values of NLa2O3 are in good agreement with the reported measured values, indicating that this calculating model can wholly embody the characteristics of the slag system. The activity of La2O3 decreases with the increasing of the Al2O3 and CaF2 content, and Al2O3 is stronger than CaF2 in decreasing the activity of La2O3. But the activity of La2O3 increase with the increasing in temperature at the composition range of 30% La2O3, 20% Al2O3, 50% CaF2. Above all, the activity of La2O3 in La2O3-Al2O3-CaF2 slag system can be quantitatively analyzed by this thermodynamic model, and this model can provide a theoretical basis for precisely controlling the lanthanum content in molten steel in ESR process.