含碱高炉渣硫容量的研究

采用气-渣平衡法测定了1500 ℃时含碱高炉渣的硫容量.研究结果表明:实验条件下,w(CaO)/w(SiO2)为0.86～1.26时,硫容量随w(CaO)/w(SiO2)的增大而增大;w(MgO)为5%～18%时,硫容量随MgO含量的增大先增大后减小,在w(MgO)为8%左右时达到最大值;w(Al2O3)为12%～18% 时,硫容量随Al2O3含量的增大是先增大后减小,在w(Al2O3)为13%左右时硫容量达到最大值;在w(CaO)/w(SiO2)为0.86、0.96、1.06和1.16的条件下,硫容量随w(K2O Na2O)含量的增大而小幅度增大.     

CaO-SiO2-FeO-P2O5-MnO脱磷渣系中组元活度的计算

依据分子离子共存理论建立了CaO-SiO2-FeO-P2O5-MnO脱磷渣系组元的活度计算模型,并对影响2CaO·SiO2-3CaO·P2O5含磷固溶体生成的组元活度变化规律进行了分析.结果表明:在渣中添加MnO会降低2CaO·SiO2和3FeO·P2O5等组元的活度,从而抑制含磷固溶体的生成;随着熔渣碱度的增大、w(FeO)的增加及温度的提高,2CaO·SiO2的活度均呈先升高后降低的趋势,因此,过高的碱度、w(FeO)及温度均不利于2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固溶体的生成.     

CaF2-SiO2-Al2O3-CaO-MgO五元渣系黏度的试验研究

为了研究含氟渣系成分变化对黏度的影响,根据五因素二次正交旋转回归法设计渣系配方,使用RTW-10熔渣物性测定仪,采用旋转柱体法,在1 600～1 300℃降温过程中对CaF2-SiO2-Al2O3-CaO-MgO渣系的黏度进行连续测定;建立了1 600℃下五元含氟渣系黏度的回归模型,研究了各组元对熔渣黏度的影响.结果表明:当CaF2的含量(质量分数,下同)在10％～70％时,随CaF2含量增加,黏度减小,随SiO2、Al2O3和MgO含量增加,黏度增大,CaO易受其他组元的作用而对黏度产生不同影响;在w(SiO2)=10％、w(MgO) =10％和w(CaF2)=50％时,随w(CaO)增加,黏度先增大后减小,w(CaO)=10％时黏度最大.在w(Al2 O3) =20％、w(MgO)=10％和w(CaF2)=50％时,随着w(CaO)增加,当w(SiO2)＜20％时,黏度先增大后减小;当w(SiO2)＞20％时,黏度持续减小.     

高炉渣钾容量的试验研究

为降低碱金属对高炉的危害,提高炉渣的排碱能力,采用气-渣平衡法测定了1 723 K时高炉渣的钾容量.依据广钢实际高炉渣成分,用纯化学试剂配制炉渣,用一定组成K(g)-CO-CO2-Ar混合气体提供一定的氧分压和钾分压.研究表明:试验条件下,w(MgO)和w(A12O3)一定时,钾容量随w(CaO)/w(SiO2)的增大而减小;在w(CaO)/w(SiO2)和w(A12O3)一定时,钾容量随w(MgO)的增大而增大;在w(CaO)/w(SiO2)和w(MgO)一定时,钾容量随w(A12O3)的增大而增大;当[w(CaO) w(MgO)]/w(SiO2)和w(A12O3)固定不变时,增加w(MgO),降低w(CaO),钾容量明显增大.广钢炉渣的合理成分为:w(CaO)/w(SiO2)保持在1.0,w(MgO)保持在12%～15%,w(A12O3)不超过15%.     

锰矿中多元素的X射线荧光光谱分析

以Li2B4O7作熔剂,采用熔片法制样,建立了锰矿物料中SiO2,CaO,MgO,Al2O3,TiO2,P2O5,MnO,BaO,Fe2O3的X射线荧光光谱分析方法,本方法采用国家标准样品及人工合成标准样品绘制了工作曲线,进行了精密度和准确度试验,其测定值与标准值相符,并有良好的精密度,完全满足生产检验要求。     

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。     

B2O3在CaO-BaO-SiO2-Al2O3-CaF2精炼渣中的作用

选择w（CaO）=46％，w（BaO）=10％，w（SiO2）=11．2％，w（Al2O3）=11．6％的渣作基础渣系，将B2q作助熔剂替代CaF2，发现B2q和CaF2的助熔效果相当，B2q可用作环保型助熔剂。将CaO-SiO2-BaO-Al2O3-CaF2作基础渣系，B2O3作酸性氧化物，在碱度（m（CaO＋BaO）／m（SiO2＋B2O3））为2．5和2．8时，研究B2O3替代SiO2后精炼渣的熔化性能。结果表明，B2O3替代25％的SiO2后就可大幅度降低粘度，并且发现富硼精炼渣的高温熔化性能稳定，粘度值稳定在0．3～0．5Pa·s。在碱度为2．8wt进行脱硫工艺实验，当w（SiO2）=20．6％时渣剂脱硫率为80％，当w（SiO2）=10．3％，w（B2O3）=10．3％时渣剂脱硫率为91．3％，主要原因是熔化性能良好的熔渣有助于提高传质速率。     

铁水预处理温度下转炉渣剂的熔化特性

模拟再利用于铁水预处理的转炉渣剂组成 ,对CaO -SiO2 -Fe2 O3-MgO -MnO2 (2 % ) -Al2 O3(3% ) -P2 O5(2 % )系熔剂 ,采用CaF2 为助熔剂 ,在m (CaO ) m (SiO2 ) =2 .0～ 3.5 ,w(Fe2 O3) =1 0 %～ 30 % ,w(MgO) =6 %～ 1 0 % 的组成范围内 ,测定其熔化特性 ,在此基础上确定了合适的添加量和转炉渣组成的控制范围     

CaO-Al2O3-SiO2基精炼渣LF脱硫的试验研究

在实验室小型试验炉内,用CaO-Al2O3-SiO2基精炼渣进行了钢水脱硫的试验,主要研究了精炼渣碱度、渣中Al2O3和CaF2对钢水脱硫的影响.结果表明:精炼渣碱度在2.85～3.45时,脱硫率在80％以上;精炼渣中w(Al2O3)=24％时,脱硫率为83.7％;随精炼渣中CaF2含量的增加,脱硫率先增大后降低.最佳精炼渣组成为:w(CaO)/w(SiO2)=3.0、w(CaF2) =7％、w(MgO)=6％、w(Al2O3)=24％.     

SPHC钢LF精炼过程的抑制回硅与脱硫研究

生产SPHC钢在LF处理脱硫过程中不能抑制回硅.根据热力学理论推导出降硅参数A/S和脱硫参数C/A,应用共存理论作用浓度模型,在试验渣系成分范围内计算CaO、SiO2、Al2O3的活度求解A/S和C/A,探讨了它们与w(CaO)/w(Al2O3)、w(CaO)/w(SiO2)的关系.分析结果认为,控制w(CaO)/w(Al2O3)、w(CaO)/w(SiO2)在合适的范围内,可以有效地分别或同时抑制回硅和脱硫.与试验结果对照得知,A/S和C/A分别与LF渣系的抑制回硅和脱硫能力相对应,根据A/S和C/A进行控制是可行的.     

高铁铝土矿直接还原回收粒铁和氧化铝

 采用煤基直接还原熔分技术和氧化铝溶出的方法,研究了直接还原工艺对粒铁尺寸和粒铁收得率的影响,以及钙铝比[(w(CaO)/w(Al2O3))] 对渣相组成和渣中氧化铝的溶出影响。结果表明,当[(w(CaO)/w(Al2O3))]为1.7、[w(C)/w(O)]为1.4、还原熔分温度为1 450 ℃,还原熔分时间为20 min时,还原熔分过程中的粒铁尺寸最大,粒铁收得率也最高,粒铁尺寸和收得率分别为11.5 mm和93%。当[(w(CaO)/w(Al2O3))]为1.0时,渣相组成主要以钙铝黄长石(Ca2Al(Al,Si)2O7)为主,当[(w(CaO)/w(Al2O3))]为1.5时,渣相组成主要以钙铝黄长石(Ca2Al(Al,Si)2O7)、硅酸二钙(Ca2SiO4)和七铝十二钙(Ca12Al14O33)为主,当[(w(CaO)/w(Al2O3))]为1.7～1.9时,渣相组成主要以七铝十二钙(Ca12Al14O33)和硅酸二钙(Ca2SiO4)为主。当[(w(CaO)/w(Al2O3))]为1.7时,溶出时间为2.0 h时,氧化铝的溶出率最高,溶出率为87.5%,溶出率较0.5 h时提高了9.4%。因此,当渣系组成以七铝十二钙(Ca12Al14O33)和硅酸二钙(Ca2SiO4)为主时,更有利于氧化铝的溶出。     

管线钢冶炼过程夹杂物控制

针对某钢厂采用“BOF→LF→RH”工艺流程生产的高级别管线钢,通过金相、扫描电镜、能谱等手段分析了钢中夹杂物,并从热力学角度进行了研究.结果表明当钢中的w(Als)=0.025％,若钙处理时钢中w(CaO)＞18×10-6,w(S)＜0.011％,可较易地将Al2O3夹杂变性为低熔点的C12A7.研究后提出一系列工艺优化措施:强化转炉顶底复合吹炼工艺、改善吹氩站和LF的吹氩制度、调整精炼渣系使w(CaO)/w(SiO2)控制在4.5～6.0,w(CaO)/w(Al2O3)控制在1.7～1.9,最终钢水w(S)可控制在0.000 8％以下,氧化物和硫化物的夹杂物级别控制在1.0级以内.     

含钒钢渣添加SiO2后的钒富集相与钒富集行为

为含钒钢渣设计富钒相,使钢渣中的钒主要富集于所设计的富钒相中.中国马钢的钢渣和瑞典SSAB的钢渣是本研究使用的样本.尽管炉渣的来源和化学组成各不相同,但是可以发现其矿物组成大致相似,而且无法仅仅通过对炉渣的热处理来实现钒的富集.本文根据钒和炉渣的基本物理化学性质设计了两种适合于作为富钒相的矿物:溶有w(Si)＜3%的3CaO·V2O5和3CaO·P2O5的固溶体以及另外一种w(Si)约10%的由3CaO·2SiO2,3CaO·V2O5和3CaO·P2O5的组成的矿物.通过添加SiO2对炉渣的化学成分进行调整,在炉渣中得到了所设计的富钒相,且炉渣中超过2/3的钒富集于其中.本研究为钢渣中的钒提出了一种新的回收利用途径.     

液态高铅渣还原过程炉渣熔化温度的研究

以PbO-FeO-CaO-SiO2-ZnO为基本渣系,探讨了液态高铅渣和实际还原过程中,当Pb含量范围在2.5%～50.0%,ZnO含量范围在13%～6%时,渣组分变化对炉渣熔化性能的影响。利用热力学计算软件FactSage 6.2计算分析了该五元渣系的低熔点区域及特定组分的熔点,并结合半球法实验室测定结果对其进行了验证。研究表明,当w(FeO)/w(SiO2)在1.5～2.2,w(CaO)/w(SiO2)在0.4～1.0之间时,炉渣的熔点随FeO/SiO2比的增大而升高,同时随还原过程中Pb含量不断减少而升高;渣含Pb及ZnO量固定,w(FeO)/w(SiO2)在1.6～2.0范围内,w(CaO)从10%增加到22%时,炉渣的熔点随CaO含量增大而降低;渣中Pb含量从50%减小到2.5%,w(CaO)/w(SiO2)为0.35～0.54,w(FeO)/w(SiO2)为1.2～1.8时,炉渣熔点均低于1150℃;TG-DSC和XRD分析显示,1500℃时高铅渣、中铅渣和低铅渣失重率分别为38.69%,21.62%和3.95%。PbO的挥发导致高铅渣和中铅渣的大量失重,生成Fe3O4和Ca2SiO4等高熔点物相,这是导致FactSage理论计算熔点值与半球法实验熔化温度测定值之间存在-40～150℃偏差的主要原因。     

CaO-5%MgO-Al_2O_3-SiO_2-0.5%‘FeO’体系低SiO_2区域熔化性能

通过半球点测试仪,对CaO-5%MgO-Al2O3-SiO2-0.5%‘FeO’体系低SiO2区域的炉渣熔化性能进行研究。结果表明:在炉渣中添加少量的SiO2可降低炉渣的熔点;当w(CaO)/w(Al2O3)较小时,炉渣的熔点随着SiO2含量的增加而降低;当w(CaO)/w(Al2O3)较大时,炉渣的熔点随着SiO2含量的增加呈现先降低后升高的趋势;随着四元碱度的增大,炉渣的熔点的总体趋势为先降低后升高。建立了熔化温度与各组分的关系,试验数据与关系式计算结果吻合较好。     

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。     

高牌号无取向电工钢RH深脱硫

 以CaO-CaF2复合渣系为脱硫剂,在RH精炼过程采用真空投入法进行高牌号无取向电工钢深脱硫工业试验,采用KTH模型计算分析了RH炉渣成分对硫容量CS的影响。研究结果表明,炉渣成分控制在 w((CaO))/w((SiO2))为5～7, w((CaO))/w((Al2O3))为1.5～1.8, w((Al2O3))为25%～30%,w(（FeO+MnO）)<5%,脱硫剂加入量为6~8kg/t时,钢中硫质量分数从平均0.0031%降低到0.0018%,最高脱硫率达到47.1%,平均脱硫率为41.7%。     

磷在脱磷渣中2CaO·SiO2固相颗粒内的扩散速率

中国铁矿磷含量偏高,提高脱磷效率、降低渣料的消耗量对钢铁企业至关重要.1 400℃下,将2CaO·SiO2颗粒插入到含P2 O5为14％(质量分数)的渣中,并保温20、30、60和100 s,研究磷在2CaO· SiO2颗粒中的扩散速率.用SEM-EDS对磷在渣和2CaO·SiO颗粒中的分布进行了测量,并用菲克第二定律计算了磷在2CaO·SiO颗粒中的扩散系数.结果显示:磷在2CaO·SiO中的扩散可视为一维半无限扩散.1 400℃时,磷在2CaO· SiO2颗粒中的扩散系数为6.417×10-12 m2/s,如果脱磷时间为15～20 min,则2CaO· SiO2颗粒不宜大于653 μm.     

Q345钢精炼过程夹杂物成分的变化

通过工业试验研究了Q345钢在钢包精炼过程和RH处理过程中夹杂物成分的变化。结果表明:通过与高碱度、低氧化性渣的反应,钢水中的大部分Al2O3夹杂物转变为具有较低熔点的CaO-Al2O3-MgO夹杂物。研究了RH处理后钙的加入量对夹杂物成分的影响。结果表明:当钢包顶渣的成分控制在w(CaO)=50%～55%、w(CaF2)=5%～8%、w(Al2O3)=25%～30%、w(SiO2)=5%～8%、w(MgO)=5%～10%、w(FeO)<1%,经过钢包精炼和RH处理,每吨钢水中加入0.12 kg钙后,钢水中夹杂物的平均成分处于低熔点(≤1 500℃)区。     

生产20CrMnTiH钢的最佳CaO-Al2O3渣系成分

 研究了某厂冶炼20CrMnTiH钢所用精炼渣的成分变化对钢液中w(T［O］)与夹杂物成分的影响。基于Factsage软件探讨了精炼渣成分变化对钢液中w(T［O］)的影响机制,指出精炼渣碱度R、w(CaO)/w(Al2O3)以及MI指数是通过改变渣中的Al2O3活度与CaO活度,提高精炼渣的“Al2O3”容量,以达到降低w(T［O］)的目的,并在此基础上提出了适合冶炼20CrMnTiH钢的精炼渣系成分(质量分数)：CaO 50%~55%,Al2O3 30%~35%,SiO2 6%~8%,MgO 5%~8%,其他不超过3%。通过工业试验发现,使用此渣系后铸坯中的w(T［O］)降至10×10-6。