保护渣对铝钛系夹杂物溶解的吸收规律

以CaO-SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-CaF₂-MgO为基础渣系,采用旋转动力学方法研究了不同碱度、BaO质量分数(0~15%)、B₂O₃质量分数(0~15%)对连铸保护渣吸收Al₂O₃或TiO₂速率的影响以及吸收前后矿相变化。结果表明,保护渣吸收TiO₂的速率要远大于吸收Al₂O₃的速率;添加BaO或B₂O₃后均能提高保护渣吸收Al₂O₃和TiO₂的能力;保护渣主要物相为钙镁黄长石(2CaO·MgO·2SiO₂)、钙铝黄长石(2CaO·Al₂O₃·2SiO₂)、枪晶石(3CaO·2SiO₂·CaF₂)及玻璃相(Na₂O·Al₂O₃·SiO₂);添加BaO后,钙镁黄长石转变为重硅酸钡钙镁(2CaO·MgO·2SiO₂·BaO),并抑制黄长石和枪晶石晶体长大;当添加B₂O₃的质量分数不低于10%,保护渣形成的物相为玻璃相。试验条件下,不同碱度的保护渣和添加B₂O₃的保护渣中TiO₂仍以TiO₂形式存在,而在添加BaO的保护渣中,TiO₂形成钙钛矿。     

脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼渣型理论研究

对脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼渣型理论进行研究。根据富氧直接熔炼过程炉渣组成特性,选取FeO-SiO₂-CaO-ZnO渣系为研究对象。采用热力学软件Factsage计算并绘制FeO-SiO₂-CaO-ZnO渣系相图,考察CaO与SiO₂质量比、Fe与SiO₂质量比、ZnO含量及温度对该渣系熔化温度及黏度的作用规律,并在此理论基础上进行实验研究。理论研究表明,熔炼过程炉渣中Fe与SiO₂质量比和CaO与SiO₂质量比的增大均会提高炉渣的熔化温度。随着体系温度的升高,炉渣的黏度逐渐减小,1250℃时,炉渣的黏度均小于0.5 Pa·s。实验结果表明:熔炼过程产出合金品位为95.56%,合金直收率达到58.47%,渣中金属含量(Pb与Sb)小于1%(质量分数)。熔炼产物工艺矿物学研究发现,合金中主要物相为金属Pb、金属Sb以及少量Cu₂Sb、FeSb₂金属间化合物,炉渣主要由钙铁橄榄石、铁橄榄石组成,原料中锌主要以氧化锌形式...     

钢包顶渣改质对抑制旋涡卷渣的影响

钢包加盖能够显著提升钢包的保温效果,助力钢铁企业节能降耗。但钢包加盖条件下顶渣温度较高、流动性好,更易引起浇注末期旋涡卷渣,铸坯夹渣缺陷率升高。开展了顶渣改质抑制旋涡卷渣的工艺研究,以高碱度渣为研究对象,通过相图分析确定了炉渣改质增黏的基本思路,利用FactSage软件对多组改质渣系进行黏度计算。结果表明,添加石灰或轻烧白云石都有助于增大炉渣黏度,两者增黏效果相近,炉渣黏度测量试验也验证了上述结论。利用BaCO₃示踪法开展了顶渣改质的工业试验,结果表明,炉渣改质后钢中大尺寸夹杂物数量大大减少。顶渣改质新工艺在现场应用后,铸坯平均夹渣缺陷率由0.57%降低至0.42%。     

熔渣成分和微观结构对自保护药芯焊丝脱渣性的影响

研究了TiO₂和Al₂O₃对CaO-SiO₂-CaF₂基础焊接渣系黏度、熔化温度、表面张力等熔化特性的影响,并利用XRD和拉曼光谱分析四元焊渣的物相和结构特征. 结果表明,TiO₂含量增加会显著降低焊接熔渣黏度、熔化温度及表面张力,提升熔渣流动性;Al₂O₃含量增加会使焊接熔渣黏度、熔化温度及表面张力先略有升高后明显降低. CaO-SiO₂-CaF₂-TiO₂和CaO-SiO₂-CaF₂-Al₂O₃四元焊渣完全熔化后,其黏度均在0.2 Pa·s以下,继续升温对黏度无显著影响,低于熔化温度后,焊渣随温度降低迅速凝固,呈明显的短渣特性. 经XRD和拉曼光谱分析可知,四元焊接熔渣中主要含具有硅酸盐网络结构的Ca₄Si₂O₇F₂高熔点相. TiO₂ 和Al₂O₃的加入均能使硅酸盐网络结构转变成简单四面体结构的[SiO₄]⁴⁻,且含TiO₂渣中生成了CaTiO₃新相,含Al₂O₃渣中产生CaF₂相和少量Ca₂Al(Al SiO₇)新相. 发现了对渣系熔化特性影响较大的TiO₂和Al₂O₃含量敏感区间,对高强钢焊材配方设计具有一定参考意义.     

TiO2和Al2O3对CaO-SiO2-CaF2基础焊接渣系熔化特性的影响

研究了TiO₂和Al₂O₃对CaO-SiO₂-CaF₂基础焊接渣系黏度、熔化温度、表面张力等熔化特性的影响，并利用XRD和拉曼光谱分析四元焊渣的物相和结构特征.结果表明，TiO₂含量增加会显著降低焊接熔渣黏度、熔化温度及表面张力，提升熔渣流动性；Al₂O₃含量增加会使焊接熔渣黏度、熔化温度及表面张力先略有升高后明显降低.CaO-SiO₂-CaF₂-TiO₂和CaO-SiO₂-CaF₂-Al₂O₃四元焊渣完全熔化后，其黏度均在0.2 Pa·s以下，继续升温对黏度无显著影响，低于熔化温度后，焊渣随温度降低迅速凝固，呈明显的短渣特性.经XRD和拉曼光谱分析可知，四元焊接熔渣中主要含具有硅酸盐网络结构的Ca₄Si₂O_...     

结晶器电磁搅拌电流对铝镇静钢中夹杂物去除的影响

针对超低碳铝镇静钢的不同处理阶段,即从精炼、中间包、结晶器到铸坯不同位置进行在线取样。采用扫描电子显微镜和能谱仪分析试样中夹杂物的类型及尺寸,结合钢包顶渣变化及连铸生产情况分析夹杂物的来源。对比分析了结晶器电磁搅拌的电流（400和500 A）对铝镇静钢中夹杂物去除的影响。研究表明：精炼处理后夹杂物以脱氧产物Al₂O₃为主,并伴有CaO夹杂,CaO来源于钢包顶渣与钢液中[Al]_sol的反应。中间包内夹杂物仍以Al₂O₃为主,复合少量MgO,后者源自中间包衬的侵蚀。与400 A搅拌电流相比,500 A搅拌电流下弯月面卷渣较多,但大尺寸的Al₂O₃夹杂物减少。     

铜复杂资源造锍熔炼过程中MgO对铜锍和二氧化硅饱和铁硅渣相平衡的影响（英文）

采用高温平衡实验及电子探针微区分析方法研究铜复杂资源中MgO对造锍熔炼平衡体系铜锍及熔炼渣成分(FeO_x-SiO₂-MgO)的影响。结果表明，在1300℃、p(SO₂)=10 k Pa熔炼条件下，增加熔炼渣中MgO含量可降低渣中FeO的活度，进而降低渣中氧分压(p(O₂))、减少铜在渣中化学溶解损失量；同时，渣中FeO活度降低可促进铜锍中Fe S氧化进渣，提高铜锍品位。在高硅渣型中，过量MgO易在渣中形成固相夹杂颗粒(Mg₂SiO₄-Fe₂SiO₄)，导致渣黏度升高、增加渣中铜损失。当熔炼温度由1200℃升至1300℃及p(O₂)为10^-6 k Pa时，FeO_x-SiO₂-MgO渣中MgO的最大溶解量由3%增至8%(质量分数)；渣中MgO含量增加时，可通过添加SiO₂熔剂调整渣型、升高熔炼温度，进而降低渣...     

美国克利夫兰厂的造渣制度

美国LTV公司克利夫兰厂生产的带钢供给汽车制造厂等使用，这些用户对由非金属夹杂物引起的表面缺陷相当敏感，要提高钢水清洁度必须控制钢包内炉渣成份，其目的是：（1）使炉渣能吸收钢水中Al2O3夹杂，（2）炉渣对钢水不能起氧化作用，（3）为了延长钢包寿命，进行钢包精炼时，包内炉渣要能复盖闪烁的弧光。此外炉渣成份要与钢包及脱气装置的耐材相匹配。克利夫兰厂针对上述目标，开发了下述几种熔剂：（1）钢包用合成渣：CaO50％、C12A732％、白云石18％，这种合成渣能控制钢包内炉渣碱度，使炉渣含MgO饱和保护钢包内村，在转炉出钢初…     

铜渣组分含量对渣锍高温沉降分离效果的影响

本文利用高温沉降实验对FeO-SiO_2-Fe_3O_4-CaO-Al_2O_3-MgO系中不同组分含量以及温度对铜渣、铜锍分离效果的影响进行研究,同时利用热力学计算软件FactSage结合含固相熔渣的黏度、密度计算公式,对不同渣型炉渣的黏度和密度进行计算,进而研究其对渣锍分离效果的影响。结果表明,当炉渣黏度大于0.5Pa·s时,黏度升高对渣锍分离有着十分不利的影响。当炉渣各组分控制在SiO_2/Fe比(w(SiO_2)/w(Fe))0.82%～0.97%、w(CaO)0～6.2%、w(Al_2O_3)2%～7%、w(MgO)0～1.25%和w(Fe_3O_4)0～10%,且沉降温度在1230℃以上时,熔渣具有良好的流动性,其密度也在理想的范围内,沉降后渣中的含铜量低于1%。由沉降后渣的矿相分析表明,难以沉降的铜物相主要为呈点状分布的微米级黄铜矿和少量大粒径的辉铜矿。     

含钛夹杂物对连铸保护渣性能的影响

含钛钢连铸过程中析出氮化钛夹杂,并参与渣-金界面反应,严重恶化传统含钛钢连铸保护渣的理化性能。研究了不同含量的TiN和TiO₂对不同碱度保护渣的熔点、黏度、结晶比例以及凝固温度等性能的影响规律。测试结果表明,TiN对CaO-SiO₂基保护渣的性能影响最大,随着渣中TiN含量的升高,保护渣的黏度、结晶比例和凝固温度大幅度升高;当TiN质量分数大于5%时,熔点大幅升高。TiO₂对CaO-Al₂O₃基保护渣的性能影响最大,当TiO₂质量分数小于4%时,可小幅度降低保护渣的黏度和凝固温度;当TiO₂质量分数大于10%时,渣中钙钛矿成为主要析出物相,熔渣的性能严重恶化,影响对坯壳的润滑作用。通过对比3种不同碱度的基础渣发现,CaO-SiO₂-Al₂O₃基保护渣具有较好吸收含钛夹杂物的能力。     

钢包用MgO-Si_3N_4复合耐火材料抗渣性能

为了向洁净钢冶炼提供一种无碳的精炼钢包渣线用材料,将MgO/Si_3N_4复合耐火材料应用于精炼钢包渣线是一项有意义的探索.借助SEM和EDAX等手段研究了MgO/ Si_3N_4复合材料在精炼钢包渣线使用后反应带和渗透带等不同部位的微观结构.结果表明,MgO/ Si_3N_4复合耐火材料具有良好的抗渣渗透性.其损毁特征是:表层氮化硅氧化造成反应层疏松,使炉渣易于侵入并形成浮游颗粒而溶损.然而氧化产物SiO_2阻塞气孔通道,阻止反应的继续进行,氧化产物SiO气体在距渣层与反应层界面约1 mm处继续氧化成SiO_2固体沉析而形成Si的富集层,生成M_2S(2MgO·SiO_2),体积膨胀,进一步阻碍渣的渗透,使得形成的渗透层较薄.不像含碳耐火材料,碳氧化为气体,反应通道将继续留下.     

B2O3-CaO、CaF2-CaO对LATS钢包渣的调质处理实验

为减少LATS合金化精炼浸渍罩粘渣,分别采用B2O3-CaO和CaF2-CaO作调质剂对钢包渣进行调质处理实验.调质后熔渣物性研究结果表明:两种调质剂都有效地降低了钢包渣的熔点和粘度.硫在渣-金属间分配平衡实验表明,调质后的钢包渣不会引起钢液回硫,而且可使钢中的硫含量进一步降低.     

氟盐对炼镁还原渣中氧化铝浸出率的影响研究

以白云石和菱镁石为原料以铝粉为还原剂真空热还原炼镁过程中添加氟化钙可使镁还原率提高5%以上,还原温度降低50℃,还原后还原渣的主要物相为CaO.2Al2O3,加入的氟化钙在还原过程会参与反应生成氟铝酸钙。在实验室以氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液对该含氟盐还原渣中氧化铝的浸出进行了研究,研究结果表明:经碱液浸出后还原渣中的CaO.2Al2O3全部被分解,还原渣中的氧化铝浸出率在70%以上,浸出渣的主要物相为CaCO3。含氟盐炼镁还原中氧化铝的浸出率比不含氟盐的氧化铝浸出率低10%以上,在还原过程中生成的氟铝酸钙和浸出过程中生成的水合铝酸钙是导致氧化铝损失增加的主要原因。     

Effects of MgO/Al2O3 ratio on viscous behaviors and structures of MgO–Al2O3–TiO2–CaO–SiO2 slag systems with high TiO2 content and low CaO/SiO2 ratio

The effects of MgO/Al₂O₃ ratio on the viscous behaviors of MgO–Al₂O₃–TiO₂–CaO–SiO₂ systems were investigated by the rotating cylinder method. Raman spectroscopy was used to analyze the structural characteristics of slag and Factsage 7.0 was adopted to demonstrate the liquidus temperature of slag. The results show that the viscosity and activation energy for viscous flow decrease when the MgO/Al₂O₃ ratio increases from 0.82 to 1.36. The break point temperature and liquidus temperature of slag initially decrease and subsequently increase. The complex viscous structures are gradually depolymerized to simple structural units. In conclusion, with the increase of MgO/Al₂O₃ ratio, the degree of polymerization of slag decreases, which improves the fluidity of slag. The variations of liquidus temperature of slag lead to the same changes of break point temperature.     

基于分散相模型的连铸钢包内渣粒运动轨迹分析

夹杂物含量对钢材的力学性能有着极大的影响,钢包下渣是连铸过程中外界夹杂物引入的主要途径,对下渣过程的预防和控制是连铸生产的关键问题.采用分散相粒子模型模拟了底注式连铸钢包内金属液与渣粒混合相的运动过程.对随机选取的30个渣粒子的随流运动进行了全程跟踪,研究了渣粒运动的两个阶段:表层汇聚阶段和快速卷入下行阶段.结果发现,单个渣粒子的运动具有随机性,而渣粒子群的整体运动行为具有统计学特征.在此基础上分别研究了渣粒大小和渣粒密度对钢包下渣高度及下渣时间的影响,发现渣粒尺寸对平均下渣高度和平均下渣时间的影响显著,而渣粒密度对下渣过程的影响较小.     

玻璃渣性质对熔炼富集法回收废催化剂中钯的影响

利用热化学软件FactSage6.4计算了SiO₂-CaO-Al₂O₃渣系的等温相图,进而通过固定辅料MgO的含量为8%（质量分数,下同）并控制Al₂O₃含量低于35%,可以得到合理的玻璃渣系液相区温度和矿物学物相组成。采用旋转柱体法和模拟计算相结合的方法研究了温度、二元碱度w_CaO/w_SiO2和Al₂O₃含量对SiO₂-CaO-Al₂O₃-MgO熔渣黏度的影响。依据单因素实验结果可知,随温度逐渐升高、Al₂O₃含量由15%增加至35%以及二元碱度由0.3增加到1.0,熔渣粘度呈减小的变化趋势。通过以铁作为捕集剂的熔炼实验可知,钯的回收率随着废催化剂在物料体系中质量分数的增加而增大,但随着持续增大二元碱度和升高温度,其先增大而后减小。采用选取的Pd/Al₂O₃废催化剂和实验优化后的玻璃渣组分进行回收实验,即Al₂O₃和MgO含量分别约为30%和8%、二元碱度为0.5,钯的回收率可达99%,玻璃态尾渣中钯的残留量小于4.50 g/t。     

Effect of B2O3 content on viscosity and structure of SiO2−MgO−FeO-based slag

The effect of B₂O₃ content on the viscosity of SiO₂?MgO?FeO-based molten slag system was investigated using the rotating cylinder method. The evolution process of the melt structure under different contents of B₂O₃ was comprehensively studied via FTIR spectroscopy and a model for calculating the degree of polymerization was developed. The results showed that the viscosity of the molten slag decreased with the addition of B₂O₃, which had a slight effect when its content exceeded 3 wt.%. As the addition of B₂O₃ increased from 0 to 4 wt.%, the break temperature of the slags decreased from 1152 to 1050 °C and the apparent activation energy decreased from 157.90 to 141.84 kJ/mol. The addition of B₂O₃ to the molten slag destroyed the chain silicate structure to form a more cyclic borosilicate structure. The Urbain model was improved to calculate the viscosity of the SiO₂?MgO?FeO-based slags, and the values were in good agreement with the experimentally measured values.