高炉低钛渣粘度和熔化性能

使用RTW-10型熔体物性综合测定仪,测定CaO-SiO2-MgO-Al2O3-TiO2渣系粘度随温度的变化,并计算其熔化性温度,研究渣系高温冶金性能. 结果表明,渣中TiO2含量由1.0%升高至2.2%时,炉渣的熔化性温度和粘度均降低;随渣中Al2O3含量的提高,炉渣的熔化性温度上升,炉渣粘度增大;在高温区,炉渣粘度小于0.7 Pa×s,炉渣仍具有良好的流动性. MgO含量由8.5%升高至10.5%时,熔化性温度逐渐降低,炉渣粘度变化较小. 对于工业生产中炉渣TiO2含量较低的高炉,可考虑增加含钛原料的使用,以进行护炉操作.     

酸性钒钛渣粘度及熔化性温度

用分析纯化学试剂配制酸性钒钛渣,并测定其熔融态粘度.研究了TiO2,FeO,V2O5含量以及碱度变化对酸性钒钛渣粘度及熔化性温度的影响,并用SEM分析了缓冷后熔渣的结构.实验结果表明,当TiO2含量在30%～40%,V2O5含量在1.4%～2.4%,FeO含量在4%～14%之间,碱度在0.2～0.3变化,1510℃时粘度≤0.2 Pa·s,熔化性温度在1436～1505℃.1510℃时熔渣的粘度随TiO2,FeO含量及碱度的增加而减小;熔渣的熔化性温度随TiO2含量增加而增加,随碱度的增加先减小后增加,随FeO含量增加而减小;SEM结果表明,当TiO2含量增加时,炉渣矿相由规则的细长条形向短粗无序转变.     

添加剂对中钛炉渣性能的影响

以河北钢铁集团承德钢铁集团有限公司现场高炉渣为基准,用化学纯试剂配制渣样,考察了添加剂对中钛炉渣粘度、熔化性温度的影响. 结果表明,炉渣碱度为1.12, CaF2含量为0.5%~2%, Fe2O3含量约为5%, Al2O3含量约为13.75%, MgO含量约为13.95%, MnO含量约为5%(w)时,有利于降低炉渣粘度和熔化性温度;添加Ce2O3使炉渣熔化性温度和粘度升高,不利于生产.     

炉渣组分对CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O渣系粘度的影响

针对高碱度高氧化铝含氧化钠的CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O六元渣系,采用有限制的混料均匀设计方法设计实验,在1773 K温度熔融还原条件下测定了该渣系的粘度. 利用偏最小二乘法回归分析,建立了炉渣组分与粘度的回归方程,利用回归方程分析了炉渣碱度[w(CaO)/w(SiO2)], MgO, TiO2, Al2O3及Na2O对炉渣粘度的影响. 结果表明,回归方程拟合的关联系数RC2为0.9945,方程可很好地预测该渣系的粘度. 在实验范围内,炉渣粘度随碱度的增加而增加. 碱度一定时,炉渣粘度随MgO, Al2O3, Na2O含量的增加而逐渐降低,随着TiO2的增加先降低后增加. 当炉渣碱度小于3.1、MgO质量含量大于4%、Al2O3大于20%、TiO2在3.1%~6.1%、Na2O大于0.75%时,1773 K温度下炉渣粘度均小于2 Pa×s,此时渣系粘度完全满足实际冶炼要求.     

低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2系精炼渣的性能

设计了精炼铜-铬合金用低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2五元渣系,并研究了其粘度、密度、表面张力及熔化温度等性能. 结果表明,该渣系的熔化温度在1336~1402℃之间;高温下该渣系的密度和表面张力均随温度升高而减小,且随CaF2含量和MgO含量增加逐渐降低;增加CaF2添加量可降低渣系粘度;CaF2含量较低时,MgO含量增加也可降低渣系粘度,CaF2含量较高时,渣粘度在MgO含量为6%时最小,MgO含量续增加到9%时粘度反而上升. 该渣系粘度较低,表面张力较小,具有良好的精炼效果.     

CaO-SiO2-FeO-B2O3-MnO脱磷渣熔化温度和粘度特性

采用FactSage模拟软件和修正后的Einstein?Roscoe公式计算了无氟型CaO?SiO2?FeO?B2O3?MnO预熔脱磷渣的熔化温度和粘度,考察了碱度和各成分配比对脱磷渣熔化温度和粘度的影响,得到合理的脱磷渣成分配比及控制区间和适宜的熔池温度,采用正交法进行了实验验证,通过直观分析、方差分析和主效应分析优选出最佳配比. 结果表明,该渣系粘度随碱度、FeO含量和助熔剂含量提高而降低,1400℃时最佳配比为碱度R?4.0, B2O3含量9wt%, MnO含量10wt%, FeO含量45wt%. 计算的熔化温度为1195.51℃,粘度为0.207 Pa×s,实验所测熔化温度为1192.21℃,粘度为0.199 Pa×s,计算值与实测值相近,表明正交法优选方案可靠.     

高铝硅钢渣系物性对钢包衬粘渣的影响

本文研究了高铝硅钢炉渣的熔化温度、物相组成、钢包残砖粘渣层物相结构,探讨了钢包粘渣机理.结果表明,刚玉包衬发生粘渣是因为碱度2左右的CaO-SiO2-MgO-Al2O3系炉渣的熔化温度过高、粘度过大,在浇铸温度下易析出高熔点的镁铝尖晶石.提高炉渣碱度可减少甚至避免镁铝尖晶石析出,进而显著降低高铝渣熔化温度.防止钢包粘渣的合理渣系为:碱度CaO/SiO2在3～8范围,Al2O3含量在25％～40％,MgO含量在10％以下.     

添加剂对薄板坯连铸保护渣熔化温度及黏性特征的影响

以工业渣为原料,采用熔体物性综合测定仪等设备,研究了添加剂Li2CO3、NaF、Na2CO3、冰晶石及硼砂对薄板坯连铸保护渣熔化温度、黏度及流动性的影响。结果表明:加入Li2CO3能显著降低保护渣的熔化温度和黏度,增加流动长度。NaF加入质量分数为10%~20%时,保护渣的熔化温度下降较快,黏度下降缓慢,流动长度增加。加入Na2CO3对保护渣的熔化温度、黏度和流动长度影响不大。冰晶石加入质量分数为5%~15%时,保护渣的熔化温度和黏度降低,流动长度增加;冰晶石加入质量分数为15%~20%时,保护渣的熔化温度增加。硼砂加入质量分数在2%~6%时,保护渣的熔化温度降低,黏度平缓降低,流动长度增加;硼砂加入质量分数超过6%后,保护渣的黏度略有增加。     

F-对高铝钢连铸保护渣理化性能的影响

高铝钢连铸过程中,为了避免或减轻钢液中Al与保护渣中SiO2发生反应,设计了低SiO2、高Al2O3含量的高铝钢连铸保护渣,通过添加适量的F-调节熔渣理化性能,实验考察了F-含量对高铝钢保护渣熔点、粘度特性及渣膜传热特性的影响. 结果表明,F-含量在5.8%~8.8%内,渣系中平均增加1%的F-,熔化温度降低4.5℃,保粘度降低0.004 Pa×s;随F-含量增加,渣膜热流密度增加,特征时间降低;对于5.8%和8.8% F-含量保护渣,保护渣最少孕育时间均为6 s,晶体生长需要的最短时间由46 s缩短为30 s;实验条件下,结晶动力学分析表明其按照1维方式生长.     

MgO对高铝钢非反应性保护渣理化性质的影响

通过钢-渣界面反应实验设计了非反应性保护渣,并采用渣柱变形法、旋转粘度计、热丝法和渣膜热流模拟仪分别研究了MgO含量对其熔融特性、粘度特性、结晶特性及渣膜传热特性的影响.结果表明,实验渣系半球点温度在1060～1180℃内,且在2%～8%内平均每增加1%的MgO半球点温度升高约20℃.当MgO含量从2%增加到8%时,保护渣的粘度及粘流活化能均先下降而后陡然增大,转折点对应MgO含量为6%.增加MgO含量,非反应性保护渣晶体析出的孕育时间延长,有利于减弱高铝钢浇铸过程中渣圈的发展.随着MgO含量的增加,非反应性保护渣渣膜厚度减小、结晶率降低,渣膜传热特征时间、最大热流密度及平均热流密度均增大.     

电渣重熔过程结晶器旋转对钢中夹杂物的影响

基于自行设计的双极串联结晶器旋转电渣重熔炉,采用ASPEX全自动夹杂物分析仪研究了结晶器转速对M2电渣锭洁净度的影响。结果表明,不论结晶器是否旋转,电渣锭中的夹杂物组成基本不变,主要由Al2O3, Al2O3–MnS, Al2O3–SiO2–CaO–MnS, MgO–Al2O3–SiO2–CaO–MnO, MgO–Al2O3–SiO2–CaO–TiO2–MnS, Al2O3–SiO2–CaO–MnO–TiO2组成,其中以Al2O3, Al2O3–SiO2–CaO–MnO–TiO2和Al2O3–MnS数量最多。结晶器静止电渣重熔时,钢中的夹杂物数量较多,且存在50 ?m以上的大颗粒夹杂物,而结晶器转速为6和13 r/min时,夹杂物数量减少,大颗粒夹杂含量大大降低;转速增至19 r/min时,夹杂物数量及尺寸又进一步增加,同时钢中全氧含量、氮含量明显增加。电渣锭中大颗粒夹杂物得以去除的主要原因是结晶器旋转导致金属自耗电极末端的熔融层变薄、熔滴尺寸变小,渣–金接触面积增大,促进了夹杂物被熔渣去除;过快的转速会增加自耗电极氧化、减少渣–金接触时间,从而降低电渣重熔过程的精炼能力。     

电渣重熔结晶器旋转对M2高速钢凝固过程的影响

研究了自行设计的结晶器可旋转的电渣炉的旋转速率对M2高速钢凝固过程的影响,采用双极串联?电渣重熔方法,对不同结晶器转速下所制M2高速钢的二次枝晶、冷却速率、渗透率和渣皮厚度进行统计、计算和分析。结果表明,随结晶器转速增大,M2高速钢中心和边部的枝晶被打碎,结晶器转速越快,枝晶破碎越明显。结晶器转速由0增至19 r/min,M2高速钢在中心和边部的平均二次枝晶间距分别减小19.47%和25.23%,平均冷却速率分别增大97.01%和148.06%,平均渗透率分别降低34.94%和44.04%。结晶器旋转能将渣皮厚度降低40.41%,渣壳厚度的方差由0.163降至0.003,渣皮变得均匀,增大了金属熔池向外传热,使金属熔池变浅;另一方面,M2高速钢枝晶破碎、平均二次枝晶间距减小和渗透率降低使M2高速钢在凝固过程中的偏析得到控制,因而结晶器旋转可提高M2高速钢的凝固质量。     

结晶器旋转对电渣重熔钢锭中元素分布的影响

采用自行设计的结晶器可旋转电渣炉,研究了旋转速率对电渣重熔钢锭中元素偏析度的影响. 结果表明,当结晶器旋转速率为0~28 r/min时,随其增加,元素的分布更均匀,C偏析度从0.26降至0.0545, Si偏析度从0.26降至0.06, Mn偏析度从0.17降至0.03, Cr偏析度从0.275降至0.066,原因是结晶器运动带动渣池运动,使渣池温度趋于均匀化,同时渣池运动也带动金属液滴在渣池中运动,使小液滴随机滴落于金属熔池中,而不是集中于金属熔池中心部位,因而促进熔池温度均匀分布,有利于形成浅平状熔池;但旋转速率过高对电渣重熔钢锭的凝固质量有害,当旋转速率从28 r/min增至35 r/min时,C偏析度从0.0545增至0.097, Si偏析度从0.06增至0.08, Mn偏析度从0.03增至0.076, Cr偏析度从0.066增至0.16,原因是渣池剧烈运动带动金属熔池运动,流动的液态金属冲洗两相区,将其中树枝晶周围的浓化溶质带走,使该区域溶质含量降低,导致元素偏析.     

核化温度对钢渣玻璃陶瓷性能的影响

以钢渣为主要原料制备玻璃陶瓷。测定了在不同核化温度下试样的抗弯强度,用DTA、XRD和SEM研究核化温度范围并鉴定玻璃陶瓷主晶相。探讨了核化温度与抗弯强度之间的关系。研究表明:抗弯强度、晶相含量随温度的升高先提高然后有所下降。用钢渣生产玻璃陶瓷是钢渣开发利用的一条有效新途径。     

氢氧化钠熔盐分解钛渣制备二氧化钛的热力学分析

针对我国钛资源特色,采用NaOH熔盐对钛渣进行分解制备二氧化钛是一种生产钛白的新工艺。以酸溶性钛渣（70%相似文献   

Effect of TiO2 substituting SiO2 on the rheological and crystallization behavior of mold slags for casting Ti-containing steel

In the current study, the influence of TiO₂ substituting SiO₂ on the rheological and crystallization behavior of mold slags for casting Ti-containing steel was investigated through the measurement of the viscosity-temperature relationship, crystallization process and initial crystallization temperature. The structure of molten slags from the Raman spectrum and other parameters (NBO/T and Optical basicity) was compared to explain the difference of slag properties. With the substituting of SiO₂ by TiO₂ in slags from 5% to 20%, the viscosity of these slags at 1573 K decreased from 0.36 Pa s to 0.10 Pa s, and the viscous flow activation energy below the break temperature had the tendency to decrease. With the increase of the TiO₂/SiO₂ ratio from 0.25 to 4.00, the initial crystallization temperature of slags increased and the crystallization of slags were enhanced, which was related to the difference of the crystallization mode and the precipitation of dispersed crystals as nuclei. With the substituting of SiO₂ by TiO₂, the parameter NBO/T and optical basicity of molten slags increased, the complex network structure by the Raman spectra depolymerized gradually and the degree of polymerization decreased, which was related to the destruction of silicate/aluminate structure by the addition of TiO₂ in slags. Hence, the substitution of SiO₂ by TiO₂ in slags simplified the network structure of mold slags, then lowered the viscosity and promoted the crystallization of slags.     

TiO_2和热处理温度对高镁钢渣微晶玻璃性能的影响

借助DTA,XRD和SEM等测试手段,研究了TiO_2和热处理温度对高镁钢渣微晶玻璃性能的影响。实验结果表明,随着TiO_2质量分数增加,微晶玻璃的玻璃化温度和析晶温度降低,抗弯强度和维氏硬度提高,热膨胀系数下降;随着热处理温度的提高,微晶玻璃的热膨胀系数下降,抗弯强度和维氏硬度在1 100℃达到最高。同时整个样品结构由玻璃相为连续相过渡为晶体为连续性相,主晶相是MgSiO_3。     

改性钢渣作水泥混合材的基础性能研究

采用高温将粉煤灰和钢渣熔融得到改性钢渣,对掺加改性钢渣后所得水泥的微观结构和宏观力学性能进行研究与分析。结果表明:添加改性钢渣可降低改性钢渣水泥中fCaO的含量;添加改性钢渣水泥的强度比添加普通钢渣水泥的强度略低,但仍可满足P.SS32.5R级水泥强度的要求;改性钢渣作水泥混合材是可行的。     

Variation of viscosity and crystallization properties of synthetic ferronickel waste slag with Al2O3 content

Ferronickel slag is a by-product in the production of Ni–Fe alloy, which can be used to produce mineral wool. The crystallization and viscosity of ferronickel slag have great influence on the production process of mineral wool. The crystallization properties and viscosity of three kinds of ferronickel slags with different Al₂O₃ contents were investigated.It was studied by viscometer and high-temperature confocal scanning laser microscope (CSLM). The morphology and composition of crystals in the slag were characterized by field scanning electron microscope (FE-SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS). The experimental results show that the crystallization process of molten slag conforms to the Johnson-Mehl-Avrami (JMA) crystallization kinetic model. With the increase of Al₂O₃ content, the crystal size of ferronickel slag becomes smaller, the crystallization time increases, and the crystallization capacity decreases. The main crystallization product of No.1 and 2 slag is orthopyroxene, and the main crystallization product in No.3 slag is alumina. With the increase of Al₂O₃ content, the transition temperature of ferronickel slag increases first and then decreases. The variation of viscosity is mainly related to the precipitation and growth of crystals, and is also affected by the type and the number of crystals.