Al_2O_3-CaO-CaF_2渣系性能的研究

对Al_2O_3-CaO-CaF_2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:向CaO-Al_2O_3二元系中分别添加10%、15%以及20%的CaF_2时,Al_2O_3-CaO-CaF_2系的渣样电导率随着CaF_2含量的增加而增大,初晶温度不断降低;随着渣系的温度升高,该渣样的电导率也不断增大,当添加20%CaF_2时,Al_2O_3-CaO-CaF_2渣的初晶温度为1 468℃。A_2O_3-CaO-CaF_2渣系中主要物相组成为CaAl_2O_4、Ca_2Al_3O_6F、Ca_2AlF_7以及AlF_3。CaF_2添加量为10%时,熔渣中有大量的CaAl_2O_4物质,随着CaF_2添加量的增加,CaAl_2O_4物质越来越少,而Ca_2Al_3O_6F和Ca_2AlF_7物质越来越多。     

高镁铝高炉渣的冶金性能

在实验室条件下,研究高炉渣中MgO及Al2O3质量分数对高炉渣冶金性能的影响规律。试验结果表明,当高炉渣碱度为1.1、MgO质量分数为12%不变时,随着Al2O3质量分数的增加,高炉渣熔化性温度逐渐增加,且当Al2O3质量分数超过17.5%时,高炉渣初晶相由黄长石区域转变成尖晶石区域,而且在1500℃时,高炉渣黏度逐渐增加而渣铁硫分配比降低;当高炉渣碱度为1.1、Al2O3质量分数为20%不变时,随着MgO质量分数的增加,熔化性温度先降低后增加,当MgO质量分数超过11.8%时,高炉渣初晶相由黄长石区域转变成尖晶石区域,而且在1500℃时,高炉渣黏度逐渐降低而渣铁硫分配比增加。     

CaO-SiO2-FeO-Cr2O3-MgO-MnO渣系物相组成的热力学计算

摘要：在含铬铁水转炉冶炼过程中,Cr很容易被氧化成Cr2O3进入渣中,并与渣中其他成分反应生成高熔点含铬尖晶石。采用FactSage热力学软件计算了CaO-SiO2-FeO-Cr2O3-MgO-MnO转炉渣系在冶炼温度1300～1700℃下的物相组成,研究了Cr2O3、FeO和碱度对炉渣中尖晶石相含量的影响规律。研究结果表明,温度和渣系成分都会影响炉渣的物相组成。渣系中含有Cr2O3时,物相中均含有MgCr2O4、FeCr2O4和MgFe2O4尖晶石相,尖晶石相的总含量随着Cr2O3和碱度的增加而增加,随着炉温的升高而减少。温度为1300～1500℃时,炉渣中尖晶石含量随着FeO的增加而增加;温度为1500～1700℃时,尖晶石含量随着FeO的增加而略有减少。在温度小于1500℃的转炉冶炼前中期,炉渣物相组成中尖晶石相所占比例较大,易造成化渣不良或者炉渣粘稠,影响转炉冶炼工艺的顺行。     

CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO渣系的结晶温度

通过差热分析仪测定了CaO-SiO2—Na2O-CaF2—Al2O3—MgO系连铸结晶器保护渣的结晶温度。在本实验渣系条件下，连铸保护渣的结晶温度随着渣中CaO／SiO2值、Na2CO3含量、CaF2含量和MgO含量的增加而升高，随着渣中Al2O3含量的增加而降低。化学成分通过改变粘度，来影响晶核形成速度和晶体成长速度，从而决定了连铸保护渣的结晶性能。结晶温度随着保护渣粘度的降低而升高。     

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。     

高CaF2渣系温度及成分变化对电导率的影响

对由ANF-6演化而成的CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-MgO渣系的电导率进行了测试研究,得到渣中各主要成分和温度对熔渣电导率的影响规律及影响程度,并经回归分析,得到了回归方程.研究结果表明,随着渣中Al2O3、SiO2含量的增大,渣的电导率不断降低.随着CaF2、CaO和MgO含量的增大,渣的电导率显著升高,...     

CaO-SiO2-FeOx及CaO-SiO2-P2O5-FeOx渣系热力学性质的研究

CaO-SiO2-FeOx三元渣系和CaO-SiO2-P2O5-FeOx四元渣系是转炉脱磷用渣的主要子渣系,研究这两种渣系的热力学性质可为脱磷渣的高效利用提供理论依据。利于相图软件FactSage分别绘制了这两种渣系的相图,并分析了温度和氧分压对体系相平衡关系和液相线的影响规律。分析结果表明:升高温度会使这两种渣系的液相区扩大,初晶相稳定区域显著减小;降低氧分压会导致尖晶石固溶体相的初晶区消失,磷石英(SiO2)、伪硅灰石(CaSiO3)、α’-Ca2SiO4固溶体相减小。     

MgO和MnO对CaO-SiO2-Fe2O3-P2O5渣的物相影响

转炉渣中的磷主要存在于n2CaO·SiO2-3CaO·P2O5（以下简记为nC2S-C3P）固溶体的富磷相中。为了深入理解转炉渣的物相,便于有效富集钢渣中的磷,研究MgO和MnO含量的变化对CaO-SiO2-Fe2O3-P2O5渣中nC2S-C3P固溶体的磷含量及渣结晶物相的影响,并对其进行热力学分析。结果表明：在CaO-SiO2-Fe2O3-P2O5四元渣系中加入少量MgO或MnO,可以在一定程度上提高nC2S-C3P固溶体中的磷含量;继续提高MgO或MnO含量,固溶体中的磷含量不再发生变化。随着MgO或MnO的加入,富铁相增多,有利于钢渣的磁选分离。     

FeO-MgO-CaO-SiO2系炉渣电导的测定与研究

对FeO-SiO2-MgO-CaO渣系的电导率进行了测试研究。结果表明,在CaO6%,Fe/SiO2=1.2时,随着MgO含量的增加,熔渣电导率增大。MgO11%,Fe/SiO2=1.2时,电导率随CaO含量的增加而增大,当CaO含量大于6%,CaO含量的变化对电导率的影响较弱。电导率随Fe/SiO2比值增加而增大。温度增加,熔渣电导率增大。     

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。     

高Al_2O_3含量渣系高炉冶炼工艺探讨

针对当前高炉炼铁原料中A l2O3含量不断提高,导致炉渣中A l2O3含量也不断提高的新情况,从分析炉渣的物理化学特性入手,剖析了高A l2O3含量高炉给操作带来的危害,并分析了在高A l2O3含量条件下改变炉渣碱度、成分对高炉冶炼的影响,探讨了高A l2O3含量条件下高炉的冶炼工艺。分析表明,炉渣中A l2O3含量高时,不能通过提高碱度的方法改善炉渣的脱硫能力;适宜地提高炉渣中M gO的含量,将有助于降低炉渣粘度和提高炉渣脱硫能力,渣中适宜的M gO含量应为8%~11%;提出了合理添加M gO的新型工艺。     

Experimental Investigation on Viscosity of CaO-MgO(-Al2 O3)-SiO2 Slags and Solid-liquid Mixtures

The viscosities for the selected CaO-MgO-SiO_2 and CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2 slags were measured by rotating cylinder method in a wide temperature range from 1 608 K to 1 823 K.The effects of temperature,slag basicity and Al_2 O_3 content were studied.The results indicated that the viscosity decreased with increasing the slag basicity at the same temperature.And the viscosities of the slag initially increased linearly with increasing Al_2O_3 content in the slags and then decreased as the Al_2O_3 content in the slags continued to increase.Al_2O_3 addition has a more significant effect on the viscosity than slag basicity in the selected slags.Based on the experimental data and the fraction of solid phases calculated by the thermodynamic software,the effect of solid phases on slag viscosity was evaluated.The results indicated that the relationship between the relative viscosity and the volume fraction of solid phases estimated from the slag composition can be reasonable by allowing the inverse maximum fraction of solid particles to vary.     

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%.     

湘钢高Al2O3高炉渣排碱能力的探讨

根据湘钢冶炼条件,以湘钢现场渣为基料,添加化学试剂,配制成高Al2O3渣系,研究高Al2O3炉渣条件下,炉渣碱度、主要成分等对炉渣排碱性能的影响。研究表明,在高Al2O3炉渣条件下,适当提高湘钢高炉渣中自由SiO2的质量分数,ω（Mgo）为12％,二元碱度为1.05,最有利于排碱。     

高炉渣的冶金性能及造渣制度

针对唐钢高炉大量采用高品位、低SiO2含量、高Al2O3含量的外矿的特点,研究了在新的配矿结构下,炉渣碱度(CaO/SiO2)、MgO含量和Al2O3含量对唐钢高炉炉渣的粘度、熔化性温度、脱硫能力的影响.唐钢高炉合理的造渣制度为:保持炉渣温度稳定,碱度控制在1.10左右,MgO的质量分数控制在11%左右,通过合理配煤,适当使用部分冀东矿的方法尽量降低炉渣的Al2O3含量.     

钢水精炼配渣模型

考虑钢包带渣量和成分的变化,对CaO-SiO2-MgO-Al2O3(-CaF2)精炼渣系建立配渣模型.模型根据是否用铝还原钢包带渣的SiO2,可分两种情况通过化学计量计算达到目标渣成分时精炼渣各成分加入量.     

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%。     

Crystallization Behavior of the CaO-Al2O3-MgO System Studied with a Confocal Laser Scanning Microscope

The crystallization behavior of a calcium-aluminate system with various MgO content from 2.5 to 7.5?wt pct and CaO/Al₂O₃ ratios between 0.8 and 1.2 has been examined using a confocal laser scanning microscope (CLSM). CCT (continuous cooling transformation) and time temperature transformation (TTT) diagrams were constructed to identify the primary crystal phase of slag at different compositions and at cooling rates between 25 and 800?K/minutes. In the slag at a CaO/Al₂O₃ ratio of 1.0, crystallization temperature increased during isothermal and continuous cooling with higher MgO content, and the shortest incubation time was observed at 5?wt pct MgO. When MgO content was fixed to be 5?wt pct, crystallization temperature increased with lower CaO/Al₂O₃ ratio. According to the slag composition, cooling rates and temperature, the primary phase could be CA, or C₅A₃, or C₃A, or C₃MA₂, or MgO, and the crystal morphology changes from dendrites to faceted crystals to columnar crystals in this composition range.