用ZrO_2固体电解质电动势法测定1600℃时液态Fe-Nb-O合金的热力学性质

用氧化钙稳定的片状氧化锆固体电解质定氧测头测定了1600℃时Fe-Nb-O合金的热力学性质。试验中采用了下列氧浓差电池Mo|Cr Cr_2O_3|ZrO2(4％CaO)|Fe-Nb-O|Mo,测得的热力学性质如下: 用X射线衍射法检定的反应产物为NbO_2(当Nb>0.4％)。     

钢液动态定氧技术在太钢的应用

1　钢液动态定氧技术1 .1　钢液动态定氧技术的产生炼钢过程是一个复杂的物理化学过程 ,其重要环节是精确测定并控制钢液的温度和氧位。 6 0年代末 ,固体电解质定氧技术开始应用于钢铁生产 ,促进了钢液定氧传感器的研制和发展 ,使其在各种类型的炼钢炉、盛钢桶、中间包、铸模、脱气装置等生产过程中得到应用。钢液动态定氧技术是在钢液冶炼、精炼、连铸的工艺过程中进行检测 ,并在被测参数氧活度化学反应动态变化过程中随机进行 ,比传统的钢液取样后在试验室化验求值的方法更快速、准确。1 .2　钢液动态定氧技术的发展钢液动态定氧的核心技…     

氧浓差电池在日本炼钢中的应用

引言在日本,固体电解质定氧探头广泛地用于炼钢过程控制.只要钢液中氧含量大于50ppm就能可靠地测定其氧含量.最近的研究集中于改善定氧探头,以便能可靠地测出低于50ppm的氧含量.目前所用的定氧探头是自耗型的,在连铸的中间包中正在试验长     

固体电解质氧测头在日本炼钢中的应用

1.氧测头在日本炼钢工业中的发展简史 1957年K.Kiukkola和C.Wagner的著名论文发表后,借助于有极好氧传导性的一个新的高温科学实验领域发展起来了。本文介绍日本钢铁工业中氧测头应用技术的情况。 1949年大中(Onaka)作了日本第一个用EMF法测定钢液中氧含量的报导。图1是他的电池结构,用含有规定含量氧化铁的二氧化硅作固体电解质。图2是EMF     

改进后的钢水定氧测头

最近几年来,在冶炼过程中用电化学手段测试钢水中氧活度越来越普遍了。但同时也发现,在某些测试条件下测量信号常不稳定,得不到足够的重现性。在测试过程中有时因固体电解质管对温度敏感性高而产生裂纹,从而烧毁测头。 为了对钢水中氧含量的电化学测试方法进行改进,围绕下列目的进行了深入的研究工作:降低固体电解质的温度敏感性,使电解质性能达到最佳化;减少测头本身对测试结果的干扰。 试验结果,使用MgO部分稳定的ZrO_2电解质     

复吹转炉一次倒炉时炉渣氧分压的测定

炉渣中的氧分压(即电动势值)是炼钢工艺中的一个重要参数。作者用新研制的固体电解质炉渣定氧探头,在南京钢铁厂15 t复吹转炉上,现场测定了一次倒炉炉渣的氧分压,并发现三种用于定氧探头的氧化锆质固体电解质管(ZrO_2-MgO)均能达到测定炉渣氧分压的要求。用此定氧探头可以同时获得可靠、稳定的炉渣氧分压和温度。     

固体电解质浓差电池技术及其在炼钢生产中的应用

(一)引言 自从1957年Kiukkola和Wagner首次成功地运用ZrO_2基和ThO_2基固体电解质电池测定了多种化合物的标准生成自由能以后,廿多年来,高温电化学得到了飞速的发展,以氧化物固体电解质为主的浓差电池技术被广泛地用于钢铁工业生产和冶金物理化学研究。从七十年代初开始,钢液定氧电池的定型产品在比利时、法国、美国、日本、西德等国先后问世,     

针式钢液浓差定氧电池

用等离子火焰喷制的,以Mo/MoO_2为参比极,ZrO_2(4％CaO)为电解质的针式定氧电池,其电池结构为Mo·Mo/MoO_2‖ZrO_2(4CaO)‖[O]-Fe·Mo,电解质厚度为0.3mm。在实验室于钼丝炉内,用氩气保护下氧化铝坩埚中的500g钢液,对电池的测成率、再现性和准确性进行了考察。对不同时间喷制的34支电池进行了连续测量。选取三组各9支电池对三种氧水平进行测定,平均波动系数σ=α_0测α_0/α_0=±3.54％;在纯铁液(Fe>99.8％)中,逐渐改变碳含量,测量其氧活度变化,与化学分析值相比,与理论曲线吻合得更好。此外,用抽氧法测量了P_e/o在1600℃时1gPe/o=-14.5。     

纯铁液中稀土元素—氧—硫平衡的研究

前人所测纯铁液中之K_(Ce_2O_2∽)及K_(Ce_2S_3)值均偏大,盖因实验方法不够完善所致,如所测之[Ce]、[O]、[S]含量均非溶解态之量。在早先制定的实验方法的基础上,本工作采用灵敏度较高的放射性测量技术,通过将试样在低温有机电解液中电解的方法,排除稀土夹杂物,测定了样中溶解态的稀土元素与硫含量,并用ZrO_2(MgO)管定氧测头测定了铁液中的氧活度,在1550～1710℃测定了纯铁液中平衡常数K_(Ce_2O_2S)、K_(Nd_2O_2S)、K_(Y_2O_2S)及K_(Ce_2S_3)与温度的关系,活度相互作用系数e_S~(Nd)及e_S~Y值。计算了Nd_2O_2S、Y_2O_2S及Ce_2S_3之标准生成自由能。     

金属液中定硫传感器的稳定性

采用高温化学电池固体电解质的方法来测定碳饱和铁液中的硫含量。用ZrO2(Y2O3)作为定硫传感器的固体电解质，将Y2O3＋Y2O2S作为其辅助电极组成A型定硫传感器；或用ZrO2（Y2O3）＋Y2O2S直接作为固体电解质组成B型定硫传感器。其电池形式分别为：Mo,Cr2O3＋Cr|ZrO2(Y2O3)|Y2O3 Y2O2S|[S]Fe,Mo,Mo;Mo,Cr2O3 Cr|ZrO2(Y2O3) Y2O2S|[S]Fe,Mo。定硫实验结果表明，该定硫传感器所测电动势信号稳定，响应快，重现性好，持续时间长，准确度较高，是一种比较成功的定硫传感器。此外，还得到了在1583K下电动势与铁液中硫含量的关系。     

超低氧特殊钢中非金属夹杂物研究

针对超低氧含量特殊钢中大型非金属夹杂物问题开展了相关工业试验和实验室研究,研究结果表明:1)当钢液w(T.O)低于(13~15)×10~(-6)后,通过LF精炼进一步降低钢液总氧和夹杂物含量变得困难。而RH真空精炼在钢液超低氧含量条件下则具有非常强的进一步降氧和去除夹杂物的能力,将RH精炼时间延长至33 min左右,钢液w(T.O)降至4.7×10-6,尺寸1.5μm以上夹杂物数量减少至1.77个/mm~2。2)超低氧特殊钢中夹杂物在钢液二次精炼过程会经历"Al_2O_3→MgO-Al_2O_3→CaO-MgOAl_2O_3→CaO-Al_2O_3"转变,其中Al_2O_3向MgO-Al_2O_3系夹杂物转变是由于钢液[Mg]与Al_2O_3夹杂物的反应,而[Mg]主要来源于[Al]还原钢包包衬MgO的反应。3)在w(T.O)=5.9×10-6的特殊钢连铸圆坯试样中检测到尺寸100~330μm的大型簇群状CaO-MgO-Al_2O_3系夹杂物,构成簇群的微小颗粒与钢液中微小夹杂物类似,表明是在连铸过程由钢液中微小夹杂物聚合而成。4)经过RH精炼,钢中夹杂物绝大多数已转变为液态CaO-Al_2O_3系夹杂物,而连铸过程发生的二次氧化,会将钢中夹杂物转变为高熔点的CaO-Al_2O_3系、MgO-Al_2O_3系或CaO-MgO-Al_2O_3系固态夹杂物,固态夹杂物更易聚合为大型夹杂物,因此在超低氧特殊钢生产中必须非常严格地控制二次氧化。     

铁液中[La]-[S]-[O]平衡的研究

本文采用铁液与镧的脱硫产物直接平衡法研究了铁液中镧的脱硫能力。采用ZrO_2(MgO)固体电解质定氧探头直接测定铁液中的氧活度,CaS(TiS_2)固体电解质定硫探头直接测定铁液中的硫活度,并在低温无水电解操作条件下,分离了固体平衡试样中的平衡产物,测得了溶解状态的镧含量,由实验所得的数据,并选择了有关的热力学数据,通过计算得到了1600℃铁液中[La]-[S]-[O]平衡图和等硫(a_(La)-a_0)、等氧(a_(La)-a_0)平衡图,为理论上预测夹杂物生成的顺序和类型提供了依据。给出了铁液中La的一系列有关热力学参数,并给出了铁液中La加入量和控制夹杂物形态的公式,对La在铁液中的有关行为进行了热力学分析和讨论。     

150吨顶吹氧气转炉钢液含氧量测定

本文叙述了管式定氧测头的结构、性能和使用方法,应用该测头测定了150t顶吹氧转炉钢水的氧活度(包括吹炼终点、罐内、模内氧活度)和温度。根据测得数据求出生产中实用的经验公式,如吹炼终点氧,罐内氧与碳、锰、温度之间的关系;钢液氧活度与渣中氧化铁的关系;沸腾钢脱氧剂回收率与终点氧的关系。还提出了用定氧结果估算钢液中含碳量。此外,对定氧测头的可靠性及炼钢中应用等问题进行了讨论。     

Fe-Nb-O系平衡及其热力学参数的研究

用ZrO_2(MgO)固体电解质氧浓差电池测定了1833、1873、1913KFe-Nb-O熔体(0.004～3.8％Nb)平衡时的氧活度,用X射线衍射物相分析方法对铁液中铌的脱氧产物进行了检验,计算出了1833～1913K温度范围内的Nb-O平衡常数和其它有关热力学参数。实验结果表明:当铁液中铌含量约高于0.2％时,铌的脱氧产物是具有金红石结构的正方型NbO_2;在0.05～0.2％的铌含量范围内,脱氧产物是Nb_2O_5;当铁液中铌含量低于0.05％时,脱氧产物是FeNb_2O_6。随着铁液中铌含量的降低(即氧活度增大),铌的脱氧产物形态发生转变,其顺序是:NbO_2→Nb_2O_5→FeNb_2O_6     

氧探头在炼钢中的应用

用氧探头末测定和控制溶解在钢水中的氧含量,已经进行了实验室和工业规模的研究。对用流动气体和Cr—Cr_2O_3粉末混合物作参比电极的氧探头来说,在1550℃吋能用氧探头直接测定钢水中的最低氧含量分别为0.0070和0.0015‰。已经证明:氧探头可作为一种有效方法,既能用来更好的了解炼钢过程中的高温反应,又可改善钢的质量和提高钢的产量。     

Fe-Si-O熔体热力学参数的电动势法测定

在净化氩气气氛保护下,用片状ZrO_2(2.4％MgO稳定)固体电解质所组成的氧浓差电池,测定了1600℃铁液中Si-O平衡时的氧活度。由此进一步求算出熔体的其他有关热力学参数,其结果为,并将其与文献中的数据作了对比和讨论。     

钢液固体电解质定氧电池的改进和应用

文章总结了作者1975年以来研制和使用钢液固体电解质浓差定氧电池的经验。通过对比试验,指出了提高其测成率和信号稳定性的一些关键。对测定结果的可靠性亦用多种方法进行过鉴定。用浓差定氧对电炉冶炼工艺进行研究得知:出钢终脱氧前熔池中的氧活度与钢材的氧化物夹杂评级密切有关,降低终脱氧前的钢中氧活度对提高钢材的洁净度有利。当采用铝预脱氧工艺时,电炉还原期可以大大缩短。用浓差电池定氧还研究了氧气底吹转炉冶炼过程中熔池含氧量的变化规律。判明了在吹炼终点使用锰铁预脱氧无明显效果。而鼓入氮气可以使钢中含氧量降低约50％。浓差定氧还可用于判断和控制钢锭上涨及皮下气泡的发生。     

金属液的长寿命定氧测头

用共沉淀方法制出高纯，高活性的氧化锆基体电解质粉末。并直接用等静压技术制得冶金用长寿命连续定氧测头。用热压铸成型方法制成的单向增厚管状长寿命定氧测头，在１６００℃的钢液中，用Ｍｏ／ＭｏＯ２为参比极可连续稳定测量３．５ｈ，而用Ｃｒ／Ｃｒ２Ｏ３为参比极，则定测量５ｈ。     

氧离子固体电解质的发展及应用

本文较系统地介绍了氧离子固体电解质和氧浓差电池的发展概貌、原理、性质及由氧化锆基固态电解质组装成的测氧仪传感器、定氧测头在冶金过程和分析领域中的应用。     

关于钢水浓差定氧热力学数据选用的讨论

用ZrO_2浓差电池测定钢液中氧活度的工作,近几年来有了较大的进展,定氧用的一次探头和专用定氧仪都在不断改进,微处理机技术也已应用于直读式定氧仪,把氧活度与氧电势,温度之间的对应关系编成程序固化在EPROM存贮器中。正确选用热力学数是准确反映氧活度的基础,本文拟对此加以讨论。