钛矿渣电硅热法冶炼硅钛铁合金的热力学研究

本文分析了关于硅还原二氧化钛反应能够进行的几种解释,用正规离子溶液模型计算了钛矿渣中TiO_2和SiO_2的活度,用Wagner公式计算了硅钛铁三元合金系中硅、钛的活度。根据溶渣、合全体系中组元活度计算结果计算了实际条件下硅还原二氧化钛反应开始时的自由焓变化,从热力学上证明硅还原二氧化钛反应能够进行。     

熔渣二次正规溶液模型

介绍了熔渣结构相关模型及构造模型；阐述了熔渣正规溶液模型及其成立的前提、表达式和相互作用能αｉｊ；讨论了正规溶液模型中活度标准态的变换及标准生成自由能的转换。认为扩展后的正规溶液模型可广泛用于多元渣系中较宽的组成范围，以确定渣组成活度。     

脱磷转炉内成渣路线的理论研究

以CaO-SiO2-FeO三元渣系为基，利用正规溶液模型计算了不同碱度、炉渣组分对于脱磷转炉内磷分配比和终点磷含量的影响规律；同时，采用Factsage软件计算了不同脱磷渣系的液相线温度，考察了添加不同炉渣组元对于渣系液相线温度的影响规律。综合理论计算结果，得到脱磷转炉适宜的成渣路线为铁质成渣路线，脱磷初渣成分为15%CaO-44%SiO2-41%FeO，中期渣成分为53%CaO-25.5%SiO2-21.5%FeO,后期固磷渣成分为63.6%CaO-30.3%SiO2-6.1%FeO。可为脱磷转炉的生产操作提供参考。     

MnO-SiO2二元系SELF-SReM模型及应用

介绍了用于计算MnO-SiO2二元均相系中组元活度的高阶亚正规溶液(SELF-SReM)模型.成功地引入了贝叶斯统计法来估计该模型参数,并对其结果进行相关性和显著性分析,证明了估计结果的可靠性.用该模型计算了MnO-SiO2二元系各组元的活度,计算结果与他人的研究结果较一致,并用该模型控制Si-Mn合金脱氧的氧浓度及夹杂物成分,计算结果对脱氧氧浓度及夹杂物控制有一定的指导意义.     

转炉出钢合成渣混冲脱硫的研究

用光学碱度和二次正规溶液模型对转炉出钢过程混冲脱硫进行了研究.通过理论计算及工业试验结果表明,在只进行钢包吹氩搅拌的情况下,合成渣加入量每吨钢为8 kg时,具有较好的脱硫效果.通过对氧化钙活度及渣氧化性的计算,验证了其对渣-钢脱硫效果的影响.     

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.     

钛微合金钢炉外精炼相平衡研究与热力学分析

为了解钛微合金钢炉外精炼过程中Ti元素在渣-钢间的平衡分配行为及走向,应用分子相互作用体积模型(MIVM),通过规范子二元系活度标准态和优化模型参数,建立了CaO-Al_2O_3-FeO-TiO_2熔渣活度计算模型,并预测渣中各组元活度;在含钛钢炉外精炼条件下,应用MIVM和Wagner公式研究了Ti在精炼渣CaO-Al_2O_3-FeO-TiO_2与含钛钢液Fe-Al-Ti-O间的平衡分配及影响因素。研究结果显示:渣中FeO的活度预测值与实验值符合较好,平均相对误差为9%;Ti在渣-钢两相间平衡分配比的计算值与工业数据符合较好;分配比随钢液中Al含量的降低、温度的升高和渣中CaO与Al_2O_3质量比的增加而增大,该规律与实际生产相一致。因此MIVM对多元含钛熔渣体系组元活度具有较好的预测效果,所设计的相平衡研究方法合理可行。本研究可为含钛合金钢化学冶金的基础理论研究提供一定的参考。     

酸性精炼渣系SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO-FeO-MnO中Al_2O_3活度计算模型

为了获得帘线钢软吹终点钢水酸溶铝含量与渣中Al2O3之间平衡的热力学数据,本文根据熔渣结构的分子离子共存理论,建立了Si O2-Al2O3-Ca O-Mg O-Fe O-Mn O六元渣系的活度计算模型.计算得到了炼钢温度下酸性精炼渣中Al2O3的活度值,并分析了w(Mg O)和碱度w(Ca O)/w(Si O2)对Al2O3相关组元活度的影响,为帘线钢钢水软吹酸性渣精炼脱铝提供指导.     

钛微合金钢炉外精炼相平衡研究与热力学分析

摘要：为了解钛微合金钢炉外精炼过程中Ti元素在渣 钢间的平衡分配行为及走向，应用分子相互作用体积模型（MIVM），通过规范子二元系活度标准态和优化模型参数，建立了CaO-Al2O3-FeO-TiO2熔渣活度计算模型，并预测渣中各组元活度；在含钛钢炉外精炼条件下，应用MIVM和Wagner公式研究了Ti在精炼渣CaO-Al2O3-FeO-TiO2与含钛钢液Fe-Al-Ti O间的平衡分配及影响因素。研究结果显示：渣中FeO的活度预测值与实验值符合较好，平均相对误差为9%；Ti在渣-钢两相间平衡分配比的计算值与工业数据符合较好；分配比随钢液中Al含量的降低、温度的升高和渣中CaO与Al2O3质量比的增加而增大，该规律与实际生产相一致。因此MIVM对多元含钛熔渣体系组元活度具有较好的预测效果，所设计的相平衡研究方法合理可行。本研究可为含钛合金钢化学冶金的基础理论研究提供一定的参考。     

改进的MIVM在含磷二元熔渣中的应用

摘要：由于含有P2O5的二元炉渣体系结构复杂,具有负偏差强和不对称性高的特点,故现有热力学模型对其组元活度曲线的拟合效果较差。采用改进的分子相互作用体积模型（M-MIVM）对22个常规二元熔渣拟合,总平均相对误差为11.53%。在对5个二元含磷熔渣体系P2O5活度进行数据拟合时,M-MIVM相对于实验值的平均相对误差为8.83%,与MIVM伪多元法（54.88%）、正规溶液模型（68.36%）、亚正规溶液模型（2377%）及改进的准正规溶液模型（23.95%）相比,M-MIVM显著提高。因此,M-MIVM可为炼钢脱磷过程提供更为准确的二元熔渣热力学数据;同时,也为该模型更准确预测多元复杂熔渣体系热力学数据提供基础。     

H2-C熔融还原条件下渣金间磷的分配比的试验研究

 通过300kg级氢-碳熔融还原热模拟试验,从热力学角度分析了氢-碳混合熔融还原条件下磷的分配比,运用熔渣规则溶液模型计算了氧化钙、二氧化硅、氧化镁、氧化铝、氧化亚铁、五氧化二磷六元熔渣组分的活度、活度系数,进而计算出一定温度条件下熔渣的磷容量以及渣金平衡时磷分配比的理论值。通过比较理论计算得出的磷分配比与试验中磷的分配比的差异,解析产生差异的原因,进而为氢-碳混合熔融还原炼铁新工艺冶炼高磷铁矿提供参数。试验结果表明：用熔渣规则溶液模型计算渣金间的磷的分配比是合适的,氢-碳熔融还原工艺可以利用高磷铁矿。     

有色金属合金体系组元活度研究现状

本文综述了有色金属合金体系组元活度的研究进展,介绍了两种获取合金组元活度的方法,包括模型预测及实验测定。另外介绍了目前广泛应用于合金组元活度预测的热力学模型,以及各模型的特点及应用范围,并对这些模型进行了简要评述。综述了合金体系组元活度实验测定研究进展,可为合金组元活度等热力学性质研究提供理论参考。     

利用熔渣规则溶液模型计算渣铁间S、P分配比

利用Lumsden熔渣规则溶液模型能够计算渣中各组份的活度系数，从而能够用于计算渣铁间S、P分配比。     

1600℃ Fe-Cr-Si三元系中si,Cr活度的计算

通过理论分析,本文证明了Fe-Cr-Si三元系中组元Si及Cr在一定浓度范围内具有正规溶液的性质。利用此性质,根据Si、Cr的相对偏摩尔混合焓ΔH_si~M、ΔH_Cr~M计算出Si、Cr的活度a_Si、a_Cr。     

含钒渣系活度计算模型及应用

为研究转炉提钒的热力学,构建FeO-MgO-MnO-SiO_2-V_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2七元渣系活度计算模型.利用此模型研究了影响钒渣中V_2O_3活度的因素,认为降低提钒终点温度,提高炉渣中的氧化铁含量,有利于降低钒渣中V_2O_3活度,提升转炉提钒的效率.通过活度模型计算得到,在低钒铁水和高钒铁水提钒过程中,碳钒临界转化温度分别为1313℃和1376℃.     

GH4706大尺寸电渣锭铝钛烧损控制的热力学模型

摘要：为减少大型铁镍基合金锭电渣重熔过程产生的铸锭头尾Al和Ti元素分布不均现象。基于分子 离子共存理论建立了GH4706合金电渣重熔过程中Al和Ti元素烧损的热力学模型。根据理论计算分析,使用Wagner公式中一阶活度相互作用系数可以计算铁镍基合金熔液中Al和Ti元素活度。将Fe和Ni视为基体,不考虑Ni元素对合金中其他组元活度相互作用系数的影响可得到较为准确的计算结果。在五元渣系CaO MgO Al2O3 TiO2 CaF2中,控制渣中TiO2质量分数在2%~6%范围内可有效抑制合金中铝、钛元素的烧损。采用计算所得渣系成分,工业试验成功冶炼出直径为1100mm的GH4706电渣锭,且Al和Ti烧损量小于10%。     

GH4706大尺寸电渣锭铝钛烧损控制的热力学模型

为减少大型铁镍基合金锭电渣重熔过程产生的铸锭头尾Al和Ti元素分布不均现象。基于分子-离子共存理论建立了GH4706合金电渣重熔过程中Al和Ti元素烧损的热力学模型。根据理论计算分析,使用Wagner公式中一阶活度相互作用系数可以计算铁镍基合金熔液中Al和Ti元素活度。将Fe和Ni视为基体,不考虑Ni元素对合金中其他组元活度相互作用系数的影响可得到较为准确的计算结果。在五元渣系CaO-MgO-Al_2O_3-TiO_2-CaF_2中,控制渣中TiO_2质量分数在2%～6%范围内可有效抑制合金中铝、钛元素的烧损。采用计算所得渣系成分,工业试验成功冶炼出直径为1 100 mm的GH4706电渣锭,且Al和Ti烧损量小于10%。     

有色合金中组元活度相互作用系数的模型计算

在Ｍｉｅｄｅｍａ二元合金生成热模型基础上，采用规则溶液一级近似理论、自由体积理论以及Ｔｏｏｐ几何模型，建立了三元系中组元活度相互作用系数的计算模型。计算结果与实验值对比效果良好。     

四元渣系CaO-FeO-SiO2-V2O3的活度模型及应用

根据分子离子共存理论建立了CaO-FeO-SiO2-V2O3四元渣系活度计算模型.计算结果表明,渣中V2O3的活度系数与实测值吻合.V2O3活度系数的影响因素主要为炉渣碱度和渣中氧化铁含量.冶炼含钒合金钢时,钒的收得率主要与冶炼钢种成分、炉渣成分和渣量有关,其中炉渣氧化铁的活度和渣量对钒的收得率影响显著.对于钒铁、V2O5和钒渣等合金添加剂用于冶炼含钒合金钢的计算表明,钒铁收得率最高,而钒渣的收得率最差,且只能用于冶炼微钒合金钢种.     

应用变通的Gibbs-Duhem方程求二元渣系中组元的活度

钢铁冶炼中的化学反应主要是渣一铁间的反应。确定化学反应的方向和限度,除要已知化学反应的自由能值外,还需知道参加反应的各组元的化学势,即活度。目前,液态铁相中各组元的活度的问题,在热力学上已基本解决。液态渣相中各组元活度的测定和计算,尤其是近年发展起来的炉外精炼工艺中所采用的渣系中的各组元的活度和脱除产物进入渣相的活度,尚缺乏文献资料。因此,研究渣系中组元的活度对热力学理论和生产实践都是有重