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。     

超重力在冶金和金属材料领域的研究进展及展望

超重力作为一种外场强化新技术,基于其优越的传质和相际分离特性,引起了广泛的关注。本文着重介绍了我国超重力技术在金属熔体提纯、冶金固废中有价物质的富集提取分离、金属材料凝固组织细化、非金属夹杂物的去除以及矿石气基还原等冶金和金属材料领域的研究进展和成果,提出了其应用过程中存在的科学问题,并展望了超重力技术的发展前景。虽然,目前还以实验室研究阶段为主,并未实现普适化。但作为一种外场强化新技术,其在冶金和金属材料凝固控制等相关研究体系中已突显出强大的熔体提纯、有价组分富集提取、组织细化、夹杂物去除等作用效果,这为进一步拓展超重力技术在冶金和金属材料领域的研究和开发应用提供了参考价值。超重力有望凭借自身的优点成为冶金和金属材料领域生产过程中一种新的外场技术。随着超重力设备的发展及相关科学问题的研究探索,相信在不久的将来,超重力技术必会在冶金和金属材料研究领域得到广阔的应用前景。     

高强度帘线钢中氮化钛夹杂的固溶行为分析

为了提高帘线钢盘条的质量,实现轧制过程高强度帘线钢中大颗粒氮化钛夹杂的有效控制,通过试验钢中氮化钛夹杂的固溶试验研究,探讨了高强度帘线钢在加热过程中氮化钛夹杂的固溶行为和影响机制。结果表明,氮化钛夹杂在加热升温阶段存在较为明显的固溶行为,且固溶效果与加热温度和保温时间密切相关。通过适当提高轧钢加热炉温度和延长保温时间以及随后的快速冷却,可以对高强度帘线钢中大颗粒氮化钛夹杂的尺寸和数量进行有效控制。     

GCr15轴承钢120 t LF精炼终点CaO-MgO-Al2O3夹杂的特性研究

采用ASPEX自动扫描电子显微鏡夹杂物分析系统,结合热力学理论分析,研究了GCr15轴承钢LF 精炼终点CaO-MgO-Al₂O₃夹杂的形成机理。结果表明,LF精炼开始达到稳定时,钢液中的夹杂物主要以A1₂O₃夹 杂为主,到LF精炼终点时演变成为近似球形的Al-Mg-Ca-(S)类复合夹杂。MgO • Al₂O₃/CaO • A1₂O₃/A1₂O₃夹杂的稳定存在区图表明,当钢液中Ca大于1.2x10^-6时,就可使MgO • A1₂O₃转化为CaO-MgO-Al₂O₃夹杂。精炼过程优先形成MgO • A1₂O₃夹杂,随后,Ca会与钢液中的MgO -Al₂O₃夹杂发生反应,进而形成CaO-MgO-Al₂O₃复合夹杂。由于在钢液凝固过程中CaS夹杂的析出,因此,最终试样钢中检测到了 CaO-MgO-Al₂O₃-(CaS)复合氧化物夹杂。     

碳含量对帘线钢凝固析出TiN夹杂的影响

对含碳量（质量分数）分别为0．72％、0．82％和0．95％的帘线钢凝固析出TiN夹杂进行热力学研究,结果表明：碳含量对于不同强度级别的帘线钢中TiN夹杂的析出有着明显的影响．随着帘线钢碳含量增加,凝固前沿温度逐渐降低,析出TiN夹杂所需的氮钛活度积也逐渐下降．在相同的钢液初始Ti、N含量条件下,较高碳含量的帘线钢中析出的TiN夹杂尺寸会大于较低碳含量帘线钢中析出的TiN夹杂尺寸．为了控制超高强度级别的过共析帘线钢中TiN夹杂的析出对帘线钢加工性能的有害影响,必须通过冶炼工艺进一步降低钢液中的钛、氮含量．     

耐磨铝基超疏水材料的制备及其动态冷凝行为

用水热法制备了铝基超疏水材料。SEM观测结果表明,这种材料表面有明显的微纳米复合结构;用动态摩擦试验机进行了循环摩擦实验,结果表明：这种材料的耐磨性能优异,2000次循环摩擦后样品表面变得略微平整,微米结构丢失,但是保留有大量ZnO纳米棒,仍保持超疏水特性。这种材料还具有良好的耐酸碱腐蚀能力。冷凝实验结果表明：冷凝液滴在微纳米复合结构中随机生成,有益的是凹槽中的冷凝液滴在长大和合并过程中逐渐脱离凹槽底部最终悬浮在粗糙结构的表面。这证实,冷凝液滴在样品表面保持Cassie态,为冷凝过程中频繁发生液滴合并自弹跳提供了条件。     

硫酸渣煤基自还原制备铁颗粒试验

硫酸渣是一种富含铁的二次资源。为了保护环境,实现硫酸渣的高效利用,提取其中的铁资源,解决铁矿原料不足的问题,降低生铁成本。以从某厂取回的硫酸渣为原料,无烟煤为还原剂,探讨了硫酸渣煤基自还原制备铁颗粒过程中,配碳量、还原时间及还原温度对还原压块中铁的金属化率的影响。最终确定了最优还原条件,即配碳量nC/nO为1.2、还原温度为1 250 ℃以及还原时间为12 min。此时获得的试验结果最好,在此参数条件下铁的金属化率达96.99%。同时,对硫酸渣的应用前景提出了展望。     

不同强度级别帘线钢中钛夹杂性质的探索

为了实现高强度帘线钢中钛夹杂的有效控制,通过热力学理论分析结合真空感应炉实验,探究了不同强度级别帘线钢中钛夹杂的性质。结论如下:1)不同强度级别的帘线钢中钛夹杂析出的驱动力有差异,帘线钢强度级别越高,钛夹杂形成元素的过饱和度也越高,其形核-析出-长大的驱动力也就越大,从而加剧钛夹杂的析出和长大。2)帘线钢中同时存在钛的碳化物和钛的氮化物夹杂。随着帘线钢强度级别的提高,钛夹杂中碳化钛所占的摩尔分数呈增加的趋势,其析出的钛夹杂在金相显微镜下的颜色也随之变化。3)帘线钢强度级别越高,凝固过程中析出的钛夹杂平均尺寸增大,大颗粒钛夹杂的数量也越多。为有效控制超高强度级别帘线钢中的钛夹杂,必须对炼钢和连铸工艺进行更为苛刻的控制。     

GCr15轴承钢LF精炼终点MgO·Al2O3夹杂的形成机理

采用ASPEX自动扫描电镜结合生产实际,分析了国内某钢厂GCr15轴承钢LF精炼终点存在的氧化物夹杂类型,并探索了其形成机理.同时,结合分子离子共存理论模型,分析了钢液中Mg质量分数的影响因素.结论如下:精炼终点钢样主要存在两种类型的氧化物夹杂,即CaO-MgO-Al2 O3-(CaS)类复合夹杂和MgO-Al2 O3-(CaS)镁铝尖晶石类夹杂.热力学计算分析结果表明,MgO·Al2 O3的存在区域较宽,本次精炼钢样成分质量分数刚好处于MgO·Al2 O3的稳定区,与精炼终点存在的氧化物夹杂类型相符合.同时,基于分子离子共存理论模型,分析了耐火材料和精炼渣组分对钢液中Al-Mg平衡关系的影响,揭示了轴承钢LF精炼过程中MgO·Al2 O3夹杂的形成机理及影响因素,为Ds类夹杂的控制提供了一定的指导意义.     

硫酸渣直接还原熔分制备珠铁

硫酸渣是一种富含铁的二次资源,如何高效利用硫酸渣中的铁资源,实现硫酸渣固废的资源化利用意义重大。基于直接还原熔分工艺,在实验室条件下采用无烟煤作还原剂,用消石灰调整渣相碱度,同时外加适量CaF_2助熔。选取内配碳比为1.2,在1250 ℃还原10 min后升至1500 ℃进行熔分。探索了熔分时间和碱度对硫酸渣含碳压块还原熔分最终效果及脱硫脱磷的影响。研究发现,熔分时间和碱度对最终硫酸渣含碳压块的还原熔分效果影响明显。在保证熔分时间的前提下,随着碱度的升高铁的金属化率先上升后下降。本次硫酸渣自还原试验表现出了较高的脱硫和脱磷能力。在R=2时,总脱硫率达到92.77%,总脱磷率随碱度变化规律与总脱硫率相似,平均总脱磷率达60%左右。这对直接采用煤基自还原含铁矿渣,并分离渣铁及同步脱硫脱磷,提供了一定的指导意义。