TiO2对矿渣棉高温熔体黏度和结构的影响

为了研究TiO2含量的变化对矿渣棉高温熔体黏度的影响,以CaO-MgO-Al2O3-SiO2-TiO2五元渣系为研究对象,采用内柱体旋转法,系统研究了酸度系数为1.4时矿渣棉高温熔体的黏度变化规律,并结合拉曼光谱分析,探索了熔渣结构的变化特性.结果表明:当TiO2含量从1％增加至4％时,熔体黏度逐渐降低,黏流活化能由1...     

铁矿石溶解与烧结熔体流动行为机理

 在铁矿石烧结过程中,铁矿石部分溶解于烧结熔体,直接影响熔体的性质,进而影响烧结矿的黏结。为了明晰铁矿石与烧结熔体的相互作用,采用化学纯试剂煅烧法制备以Ca_3.6Fe_14.4O_25.2和CaFe₂O₄矿物为主的铁酸钙系黏附粉。以7种核心铁矿石-铁酸钙系(w(CaO)=15%)黏附粉构成烧结偶为主要研究对象,采用实验室烧结方法,研究了核矿石溶解与烧结熔体流动行为。在此基础上,使用化学纯试剂模拟核矿石的化学组成,考察了核矿石SiO₂、Al₂O₃含量对熔体横向流动面积和核矿石溶解指数的影响规律及机理。结果表明,在核矿石溶解于CaO-Fe₂O₃液相后,形成了交互层区域。核矿石中矿物,尤其是石英,溶解进入熔体,在靠近熔体一侧促使生成复杂CaO-Fe₂O₃系液相,而在靠近核矿石一侧促使简单CaO-Fe₂O₃系液相转变为CaO-Fe₂O₃-SiO₂系液相。靠近熔体一侧析出以铁酸钙系和赤铁矿为主的矿物,而靠近核矿石一侧析出以硅酸盐和赤铁矿为主的矿物。随着核矿石SiO₂含量的增加,一方面,使得溶解进入熔体中的SiO₂数量增加,溶解指数得到提升;另一方面,提升了简单CaO-Fe₂O₃系液相的黏度,从而使得熔体横向流动面积减小。随着核矿石Al₂O₃含量的增加,溶解进入熔体中的Al₂O₃数量增加,进而熔体横向流动面积降低,而核矿石溶解指数升高。Al₂O₃相较于SiO₂对核矿石溶解与熔体流动行为的影响更大。     

碱度对CaO-SiO2-Al2O3系熔渣微观结构的影响

为了明确精炼渣冶金功能的微观本质,本文模拟精炼渣的化学组成,采用拉曼光谱测定并解析了CaO-SiO2-Al2 O3系实验渣的熔体结构.结果表明,熔渣中Si4+以[SiO4]-四面体结构形式存在,随着碱度的升高,Q1Si和Q2Si含量减少,Q0Si含量增加;Al3+以[AlO4]-四面体和[AlO6]-八面体结构形式存在...     

B2O3对含钛高炉渣熔体微观结构与输运性质的影响

为高效利用含钛高炉渣中钛元素,采用分子动力学模拟方法研究B2O3含量对CaO-SiO2-B2O3-TiO2系高炉渣微观结构和输运性质的影响。结果表明：B2O3的含量4%时,B—O、Si—O、Ti—O和Ca—O的键长分别为1.34、1.62、1.95和2.24 ?。渣中存在[SiO4]四面体、[BO3]三角体和[TiO6]八面体稳定结构单元。体系中加入B2O3含量并不会改变O—Si—O、O—B—O和O—Ti—O键角分布情况。随着B2O3的加入,Si—O—Si和B—O—B键角分别从156.12°和148.43°增大到158.17°和157.08°,大部分Ti-O-Ti键角分布在100.48°,小部分Ti—O—Ti键角从140.17°减小到135.53°。随着B2O3含量的增加,B—O—M(Ca、Si、B和Ti)氧连接占比增多,熔体中高配位结构解聚为低配位结构,体系整体聚合度降低,各离子自扩散系数均增大,熔体黏度从0.183 Pa?s降低到0.140 Pa?s。     

氧化钇在冰晶石—氧化铝—氟化镁熔体中的溶解度研究

用等温过饱和法测定了Y_2O_3在2.7NaF·AlF_3（+6％MgF_2）—Al_2O_3熔体中的溶解度,得到了溶解度的教学模型,推测了Y_2O_3在冰晶石熔体中的溶解反应。研究表明,随熔体中Al_2O_3含量增加,Y_2O_3溶解度下降;而随温度升高,溶解度上升。     

冶炼前期转炉渣熔体结构的转变行为

 为了更好地理解熔渣结构对转炉渣设计及物理性质控制的重要性,模拟了转炉冶炼前期熔渣的化学成分,采用Raman光谱测定了CaO SiO2 FexO系试验渣的熔体结构,解析了熔渣中结构单元的存在形式及其演变行为。结果表明,转炉冶炼前期,随着冶炼的进行,熔渣碱度逐渐升高,渣中增加的自由O2-破坏了复杂的硅酸盐结构,发生由Q3→Q2→Q1→Q0的解聚过程,导致熔渣聚合度随冶炼时间的延长呈下降的趋势;同时随着冶炼的进行,渣中Fe3+/∑Fe减小,使得［FeO4］5-四面体相对面积分数逐渐增加,［FeO6］9-八面体相对面积分数逐渐减少。     

Fe C N金属熔体作用浓度计算模型

 实验在MoSi2电阻炉内用饱和浓度法测试了Fe C N体系氮的浓度和活度,并根据含化合物的金属熔体结构的共存理论模型,推导了Fe C N金属熔体作用浓度计算模型。实验测得1 485 ℃碳饱和的Fe C N熔体中在氮分压01 MPa时氮的溶解度为0006 5%,并且计算的作用浓度与相应的实测活度相符合,从而证明所得模型可以反映Fe C N金属熔体的结构本质,由模型得出金属熔体高碳含量有利于脱氮。     

Al2O3对CaO-Fe2O3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响

通过在CaO-Fe_2O_3熔体中添加Al_2O_3,研究了不同Al_2O_3含量对CaO-Fe_2O_3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响。研究结果表明,随着Al_2O_3含量的增加,CaO-Fe_2O_3-Al_2O_3熔体结晶产物中铁酸一钙含量减少。当Al_2O_3含量达到3%时,铁酸二钙与富铁铁酸钙从熔体中结晶,二者含量随Al_2O_3含量的增加而增加。随着Al_2O_3含量的增加富铁铁酸钙的显微结构向细条状转变。同时,熔体黏度随着Al_2O_3含量增加而增加,当Al_2O_3含量超过5%时,熔体内铁酸钙结晶受到显著抑制。     

Fe~(3+)、Fe~(2+)对白云石、高岭土、石英浮选行为的影响研究

在油酸钠体系下,考察了Fe~(3+)、Fe~(2+)随着pH值的变化对白云石、高岭土、石英纯矿物浮选的影响,以及在最佳pH值条件下Fe~(3+)、Fe~(2+)添加量对矿物浮选的影响;并分析了Fe~(3+)、Fe~(2+)对Zeta电位的影响作用。结果表明,白云石在油酸钠体系中有较好的浮选特性,且条件因素影响不显著;高岭土在油酸钠溶液中浮选回收率最高可达80%,在Fe~(3+)、Fe~(2+)参与的强酸强碱环境下几乎没有可浮性,Fe~(3+)一定程度上活化了高岭土,而Fe2+则起到了抑制作用;石英的可浮性较差,加入Fe~(3+)、Fe~(2+)后经调节pH值均能使石英的最佳回收率达到90%以上;Zeta电位测试证实了浮选实验的结果,说明Zeta电位的变化与回收率存在一定的内在关系。     

矿石特性对CaO Fe2O3系熔体渗透性的影响

在烧结过程中维持一定数量的熔体对烧结矿的产品率和强度非常重要。熔体通过粘结层快速展开而获得烧结矿固相粘结相的微观结构。实验研究了不同矿石特性对CaO·Fe2O3熔体渗透行为的影响。渗透性测试可用来观察最初熔体的扩展情况。实验主要通过矿石中二氧化硅、三氧化铝的质量分数,以及脱水后的矿石表面形态,来分析熔体在矿石间的渗透行为。实验结果表明,随矿石中二氧化硅、三氧化铝和结合水量的增加,CaO·Fe2O3熔体对矿石的渗透行为受到抑制。     

AOD炉冶炼含氮不锈钢氮成分控制的研究

对氮在不锈钢熔体中溶解的热力学和动力学行为进行了理论分析,指出氮在不锈钢熔体中溶解度随钢水温度降低和铬、锰、钼含量增加而升高,而随着镍和碳含量的增加而降低;对AOD炉冶炼不锈钢吹氮合金化工艺控制模型进行了理论研究和实际应用,指出在AOD炉中氮含量随着钢水碳含量、温度、供氧强度、吹氩强度的变化而变化,该工艺适合冶炼钢种的氮含量小于该钢种在常压下理论氮溶解度的90%,为保证氮成分精度,以小于80 %为宜.     

CaF2和Al2O3对KR脱硫剂性能的影响研究

为降低钢中有害杂质硫元素含量，KR脱硫法广泛应用于钢铁企业生产低硫钢，脱硫剂对脱硫效果影响尤为关键。基于单纯形格子法，综合FactSage 8.1热力学软件、半球点熔点仪、旋转黏度计、渣-金接触试验等，分析了CaO-Al₂O₃-SiO₂-CaF₂-MgO渣系组分对脱硫剂的液相线温度、硫容量、脱硫剂消耗量、熔化温度、黏度、脱硫率的影响规律。结果表明，脱硫剂液相线温度随CaO含量增加而增加，随CaF₂含量增加而降低；脱硫剂硫容量随CaO含量增加而增加，随Al₂O₃和CaF₂含量增加而降低；增加CaF₂和Al₂O₃含量，当脱硫剂中SiO₂含量低时，脱硫剂消耗量及熔化温度变化不大，而当SiO₂含量高时，脱硫剂消耗量大幅增加，熔化温度明显降低；熔化温度为1 400～1 424℃、w(SiO₂)...     

碳热法硼酐还原的热力学

 在相图分析的基础上,根据分子离子共存理论,建立了Fe-C-B三元熔体活度模型。通过对模型求解,可以计算出熔体中Fe、C、B、Fe3C、FeB、FeB2和B4C的组分活度。研究了硼酐碳热还原的热力学条件,分析了CO压力、B2O3含量及炉渣类型对冶炼所需最低温度的影响,常压下冶炼熔体中碳含量较高,温度需高于2000℃才能脱碳保硼。CO气体压力为0.1kPa,CaO的质量分数小于60%时,可使冶炼硼铁的最低温度在1600℃以下。     

TiO2含量对酸性低钛矿渣棉熔体粘度和结构的影响

以酸性低钛矿渣棉熔体为研究对象,采用旋转柱体法研究1493～1773 K温度范围内TiO2含量对熔体粘度和熔化性温度的影响,并结合粘流活化能和红外光谱分析了熔体结构的变化.结果表明,TiO2含量从0％增加至6％,熔体粘度、熔化性温度以及粘流活化能均降低;实验渣样的熔化性温度处于1498～1573 K之间,在1653 K...     

PbO-FeO-CaO-SiO_2-ZnO五元渣系的熔化温度和黏度研究

在铅的富氧熔池熔炼中,高铅渣适宜的熔化温度和黏度对熔炼过程的顺行与高产有着至关重要的作用。以PbO-FeO-CaO-SiO_2-ZnO五元渣系为研究对象,采用灰熔点测定仪测定炉渣熔化温度,采用内圆柱体旋转式快速高温黏度仪测定炉渣黏度,分别探讨了Fe/SiO_2(质量比)(0.9～1.3)、CaO/SiO_2(质量比)(0.4～0.8)及ZnO含量(5%～11%)对炉渣熔化温度和黏度的影响规律。结果表明,随着Fe/SiO_2增加,炉渣的熔化温度和黏度都呈降低趋势,适宜的Fe/SiO_2值为1～1.1;炉渣的熔化温度随CaO的增加有所提高,而黏度随着CaO含量的增加而降低,适宜的CaO/SiO_2值为0.6;炉渣的熔化温度和黏度都随ZnO的增加而升高,在富氧熔池熔炼的操作温度内应保持ZnO含量低于7%。     

SiO2对CaO-Fe2O3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响

摘要：由于近年来低品位铁矿石的使用量增加,导致烧结过程中SiO2含量升高。SiO2是烧结矿中主要的脉石成分,其含量的变化与烧结矿最终质量密切相关。运用X射线衍射、光学显微镜和SEM-EDS方法研究了SiO2对CaO-Fe2O3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响。研究结果表明,随着SiO2含量的增加,CaO-Fe2O3-SiO2熔体结晶产物中CaFe2O4(CF)含量减少而富铁铁酸钙(SFC)含量增加,CaFe2O4和SFC分别以块状和板条状析出,SFC的晶体结构随着SiO2含量的增加从Ca36Fe144O25-2向SFCA-I转变;当SiO2的质量分数超过3.0%时,椭圆状的Ca2SiO4（C2S）从熔体中结晶,其含量随SiO2含量的增加而增加,另有大量圆点状玻璃相分布于铁酸钙基体表面。     

高炉渣微观结构对其冶金性能的影响

高炉渣属于多元硅酸盐体系,在高温状态下处于熔融状态,在一定状态下物质的微观结构决定了其宏观性质。综述了高炉渣微观结构的研究现状,并分析了其对炉渣流动性和脱硫能力的影响。高炉渣化学组分主要分为网络形成子与修饰子,网络结构主要由硅氧四面体构成。CaO和MgO为网络修饰子,增加其含量,可使炉渣中自由氧离子浓度提高,降低炉渣中复杂阴离子的聚合度,破坏硅酸盐网络结构,从而炉渣黏度降低;但是碱度或MgO含量过高,也会导致炉渣中高熔点矿物增加,炉渣黏度增大。Al_2O_3、TiO_2根据其含量不同在炉渣中起的作用不同。在一定的含量范围内,Al_2O_3和TiO_2为网络修饰子,起到降低炉渣黏度的作用;随着Al_2O_3和TiO_2含量的增加,两者均会成为网络形成子,使炉渣的黏度增大,流动性变差。随着炉渣碱度或MgO含量的增加,炉渣中复杂离子团受到破坏,炉渣脱硫反应得到提高;但其含量过高时,高熔点物质增多,炉渣流动性变差,脱硫能力降低。通过深入研究高炉渣微观结构,可以更好地理解炉渣化学成分和冶金性能之间的关系,为确定合理的造渣制度提供理论依据。     

冶金粉尘用作脱硫剂的性能评价

冶金粉尘的化学组成、粒度分布、矿相结构等理化特性分析表明:冶金粉尘富含ZnO、Fe2O3、CaO等多种强脱硫活性物质,粒度细,活性高;按照自由能最小原则,采用CHEMCAGE工程化学软件对其理论硫容量进行计算表明其可以用作脱硫剂.在理论分析的基础上,详细介绍了冶金粉尘用于型煤燃烧、炼焦过程以及燃煤烟气方面的脱硫效果,结果表明:型煤中添加2.5%的冶金粉尘,就可以获得高达90%的脱硫率;炼焦过程中,所添加冶金粉尘脱硫剂中有效脱硫组分(ZnO+Fe2O3)的重量百分含量为1.0%时,可取得较为满意的煤气脱硫效果;冶金粉尘用于烟气脱硫时,吸收H2S的能力比吸收SO2强,且其硫容量随温度升高而增加.总之,冶金粉尘作为脱硫剂或脱硫添加剂具有良好的应用前景.     

MgO含量对CaO-Al2O3-MgO-FexO-SiO2-K2O系熔体性质的影响

研究了MgO含量变化对CaO-Al₂O₃-MgO-Fe_xO-SiO₂-K₂O系熔体黏度和熔化特性的影响,结合X射线衍射和扫描电镜分析熔渣冷却过程中的物相析出,并通过FactSage软件计算了该体系的黏度、熔点和冷却过程中析出相的含量与温度的关系,并与实验结果进行了对比和分析.结果表明,MgO含量的增多会造成熔渣熔化温度的升高,黏度随温度变化时会出现黏度骤增的转折点,高于转折点温度时,熔渣黏度随MgO含量变化不大,同时该转折点温度随MgO含量的增加而升高.在熔渣冷却过程中析出相主要为固溶的橄榄石相和Fe₃O₄尖晶石相,MgO含量的增大可以促进橄榄石相的析出,熔体黏度骤增主要由于橄榄石相的析出造成的.      

B2O3对高铝渣稳定性的影响

为了明确B₂O₃对高Al₂O₃渣稳定性的影响,基于现场高炉渣的实际成分,通过熔体物性测定仪、扫描电镜、红外光谱仪分析了B₂O₃对高Al₂O₃渣黏度和基础玻璃微观结构的影响。结果表明,随着B₂O₃含量的增加,炉渣黏度降低;当炉渣温度低于1 360 ℃时,炉渣随着B₂O₃的增加稳定性增强;炉渣温度为1 216 ℃、B₂O₃质量分数为2.0%时,炉渣的稳定性最好。随着B₂O₃含量的增加,炉渣不断玻璃化,当B₂O₃质量分数为2.0%时,炉渣微观结构完全是玻璃态结构,表现为假性酸性渣的性质;随着B₂O₃含量的增加,[Si-O-Al]键断裂,[AlO₆]八面体结构振动峰增加,炉渣的稳定性越来越好。