高炉炉渣中钒氧化物还原的试验研究

根据承钢高炉冶炼条件,炉缸区对钒钛磁铁矿中钒收得率的影响很大,因此对钒氧化物在炉缸区域的还原过程进行了研究,并利用磷钨钒酸分光广度法找出温度、炉渣碱度、MgO、Al_2O_3和TiO_2含量对钒还原过程的影响。结果表明,随着MgO、Al_2O_3含量的增加,炉渣中的V_2O_5含量先降低后增加,并得出了钒还原的最佳MgO、Al_2O_3含量;当炉渣碱度在一定范围内时,炉渣中V_2O_5含量随碱度升高而降低;分别找出了钒氧化物还原的最佳温度范围和TiO_2含量。     

脱硫机理的研究

本文系统地研究了碱性高频炉和电炉炼钢的脱硫机理.作者曾研究了高频炉炼钢时炉渣中不同MgO、SiO_2、Al_2O_3含量对脱硫的影响.根据早期的试验结果,最近几年又对20t和10t容量碱性电炉炼钢进行系统的试验.研究结果指出:提高炉渣中MgO的含量,虽然增大了钢液与炉渣硫的分配比的理论计算值,但降低了脱硫率.随着炉渣中SiO_2的含量的增加,硫的分配比系数和脱硫率也随之降低.炉渣中Al_2O_3含量的增加,其脱硫作用与SiO_2的增加相似.但稍有所减弱,随着钢液中含碳量和含硅量的增加,脱硫率也增加.随着炼钢温度的提高,脱硫率也增大.炉渣碱度控制在3～4范围内具有最大的脱硫率.在出钢过程中利用炉渣和钢液进行混冲,其脱硫率大于70～80%,脱氧率在20～69%范围.     

CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO-V_2O_5炉渣中非化学计量物VO_x的热力学

采用CO／CO2－含V2O5炉渣的气渣间化学平衡方法研究了在1783K和1843K下CaO-SiO2-Al2O3-MgO-V2O5炉渣中钒氧化物VOx的非化学计量性。结果表明：VOx中的x随lgpo2呈现线性增加;碱度的增加抑制x增大,使钒氧化物的非化学计量数趋于1．5,光学碱度的影响与之类似;温度升高使x趋于1．5;钒氧化物含量降低使机价态的整体水平接近低值从而稳定低价钒氧化物。     

高铝渣黏度和热力学性质分析

高炉炉渣是高炉炼铁最主要的副产品。炉渣的黏度和热力学性质对高炉生产过程中的炉渣流动性和高炉能量利用具有重要意义。文章运用FactSage热力学软件计算了炉渣的黏度、热容和焓变。结果表明,炉渣黏度随MgO和碱度的增加而降低,随Al2O3含量的增加而增大。随着MgO、Al2O3和碱度的增加,炉渣热容增大,但相比较而言,碱度对炉渣热容的影响最小。炉渣焓变随MgO和Al2O3含量的增加而显著增大,随碱度的增大而降低。从能量利用的角度来看,炉渣MgO和Al2O3含量的增加将增大因炉渣排出而带走的热量,而碱度的增大有利于减少高炉系统的能量消耗。     

低钛高炉渣流动性和脱硫能力的试验研究

采用RTW熔体物性测定仪研究了TiO2含量约为2%的低钛高炉炉渣的碱度、MgO和Al2O3含量对炉渣的流动性和脱硫能力的影响规律。结果表明:低钛炉渣的流动性随着碱度的增加而降低,随MgO含量的增加先提高后降低,而受Al2O3含量增加的影响不大。考虑炉渣的流动性,应选择碱度为1.18~1.20、MgO的质量分数为9.00%~10.00%、Al2O3的质量分数为15.00%。脱硫能力随碱度的升高而升高,随MgO含量的升高先增强后降低,随Al2O3含量的增加而降低。考虑炉渣的脱硫能力,应选择碱度为1.18、MgO的质量分数在10.00%左右、Al2O3的质量分数为12.00%;同时考虑炉渣的流动性质和脱硫能力,适宜的炉渣成分应选择碱度为1.18,MgO的质量分数10.00%,Al2O3的质量分数为12.00%。     

16MnDR容器钢120t LF-RH-CC过程的洁净度研究

通过LF、RH精炼和连铸过程对钢水和炉渣取样,对两炉16MnDR钢冶炼各阶段的T[O]含量和显微夹杂物的数量、尺寸及类型的变化进行了系统研究。结果表明:从LF进站→LF出站→RH破真空→钙处理→软吹→中间包浇注→轧材,两炉16MnDR钢中T[O]含量总体呈降低的趋势,其轧材中w (T[O])分别为0. 001 4%、0. 002 3%,达到其控制要求(w(T[O])≤0. 003 0%)。造成16MnDR轧材中夹杂物评级超标的大颗粒夹杂物主要为链状12CaO·7Al_2O_3夹杂、近球形MgO·Al_2O_3尖晶石和不规则Al_2O_3夹杂,其中12CaO·7Al_2O_3夹杂为钙处理产物,MgO·Al_2O_3夹杂主要为钢中酸溶铝和耐火材料中MgO的置换反应产物,不规则Al_2O_3夹杂主要来源于浸入式水口部位的耐火材料。     

准化学平衡条件下Al_2O_3对烧结铁酸钙生成的影响

基于准化学平衡、空气气氛条件下,模拟高碱度烧结矿配料,进行烧结相平衡实验,研究了不同温度和Al_2O_3含量对五元系铁酸钙SiO_2-Fe_2O_3-CaO-Al_2O_3-MgO矿相的影响。采用FactSage软件对铁酸钙生成量进行了模拟计算和分析。结果表明:温度升高和Al_2O_3添加均促进了铁酸钙的生成,而Al_2O_3含量过高会减少液相数量,阻碍铁酸钙生成;1 300℃、w(MgO)=2.0%,Al_2O_3含量增加促进了铁酸钙针状晶型的长大;1 350℃、w(Al_2O_3)≥2.5%时,铁酸钙含量减少,产生了次生赤铁矿,高温时不利于矿相中铁酸钙的稳定。     

含钒炉渣碱法水热过程提取钒机理

针对有毒的提钒尾渣及含钒钢渣年排放量巨大、无法综合利用的问题,研究含钒炉渣回收钒的过程机理。SEM分析结果表明,提钒尾渣中的钒集中赋存于赤铁矿相(Fe_2O_3)和铁板钛矿相(Fe_2TiO_5)中,同时也有一部分赋存于含Si锥辉石相(NaFe(SiO_3)_2)中;钢渣中的钒则主要赋存在硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙相中和自由氧化物。根据四价钒和五价钒具有碱溶性的特性,得出提钒尾渣中92%的钒和钢渣中94%的钒是碱溶性的。通过温度和碱浓度对含钒炉渣物相的影响实验得知,温度对硅酸盐相的破坏作用显著,碱浓度与硅酸盐相的分解率呈线性增加的关系。通过NaOH介质水热过程分解含钒炉渣,钒的浸出率高于90%。     

GCr15轴承钢Ca-Mg-Al-O系夹杂物生成热力学研究

基于FactSage热力学软件模拟了1 560℃时GCr15轴承钢钢液中[Ca]、[Al]、[Mg]、[O]元素含量变化对夹杂物生成及转化的影响。结果表明:[Ca]含量增加,高熔点钙铝酸盐夹杂向CaO·Al_2O_3和CaS(s)方向转变。[Al]含量的增加,钢中夹杂物由a-Ca_2SiO_4向CaO·Al_2O_3、MgO·Al_2O_3方向转变。[Mg]含量增加,钢中夹杂物的由a-Ca_2SiO_4、CaO·Al_2O_3向MgO·Al_2O_3、MgO方向转变。[O]含量的增加,钢中夹杂物由CaS、MgO向CaO·Al_2O_3、MgO·Al_2O_3方向转变。     

DETERMINATION OF THE ACTIVITY OF LANTHANUM OXIDE IN ESR SLAGS

介绍了化学平衡法测量La_2O_3活度的原理、方法和设备并测量了以CaF_2为基的电渣炉渣的La_2O_2活度及CaO,MgO和Al_2O_3,对La_2O_3活度的影响。结果表明,在La_2O_3-CaF_2二元系中,aLa_2O_3随La_2O_3浓度而迅速提高’其定量关系为aLa_2O_3=N_(La_2O_3)~1.59),即CaF_2是降低γ_(La_2O_3的物质。在多元系中,CaO,MgO是增加γLa_2O_3的物质,但由于CaO的碱度较强,其对aLa_2O_3的影响也较明显。Al_2O_3则使γLa_2O_3降低,含量超过5％影响更强烈。在假定CaF_2,CaO,MgO等对aLa_2O_3的影响不产生交互作用时,得出La_2O_3活度的普遍近似计算式。     

Mgo-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3体系富硼渣表面张力的计算

基于熔渣结构的离子与分子共存理论和Butler方程建立了MgO-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3体系表面张力计算模型,计算了该体系及其子体系表面张力值,考察了熔渣表面张力随熔渣组分的变化规律,以期为富硼渣调控和综合利用提供参考。结果表明:本模型计算的熔渣表面张力值与实验值吻合较好,模型平均相对误差为9.03%。含B_2O_3的二元体系中,B_2O_3组元显著降低熔渣表面张力,纯氧化物表面张力值与形成氧化物阳离子的静电势及氧化物中离子键的分数有关。含B_2O_3的多元体系中,熔渣表面张力随着B_2O_3含量的增加而显著降低,但随着MgO和SiO_2质量比、CaO含量和Al_2O_3含量的增加而逐渐增大,且CaO和Al_2O_3含量对含B_2O_3渣表面张力的影响基本相当。     

稀土渣中氧化镧活度的测定

介绍了化学平衡法测量La_2O_3活度的原理、方法和设备并测量了以CaF_2为基的电渣炉渣的La_2O_2活度及CaO,MgO和Al_2O_3,对La_2O_3活度的影响。结果表明,在La_2O_3-CaF_2二元系中,aLa_2O_3随La_2O_3浓度而迅速提高’其定量关系为aLa_2O_3=N_(La_2O_3)~1.59),即CaF_2是降低γ_(La_2O_3的物质。在多元系中,CaO,MgO是增加γLa_2O_3的物质,但由于CaO的碱度较强,其对aLa_2O_3的影响也较明显。Al_2O_3则使γLa_2O_3降低,含量超过5%影响更强烈。在假定CaF_2,CaO,MgO等对aLa_2O_3的影响不产生交互作用时,得出La_2O_3活度的普遍近似计算式。     

MIGRATION OF Ti BETWEEN SLAG AND MOLTEN IRON

本文得到Ti在含TiO_2熔渣与熔铁之间的迁移规律如下:该过程受渣中Ti离子扩散的控制,其表观反应级数为准零级,表观活化能为258kJ/mol.讨论了渣中TiO_2含量、碱度和温度对Ti迁移量和迁移速度的影响.发现了炉渣碱度对Ti迁移的两重性影响:当渣中TiO_2含量较高时,提高碱度将抑制Ti的还原;而在TiO_2含量较低时,提高碱度则促进Ti的还原.并根据热力学分析,认为按[Si]/[Ti](wt-％)的大小可划分出Si促进或抑制Ti还原的区域.     

Mgo-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3体系富硼渣表面张力的计算EI北大核心CSCD

基于熔渣结构的离子与分子共存理论和Butler方程建立了MgO-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3体系表面张力计算模型,计算了该体系及其子体系表面张力值,考察了熔渣表面张力随熔渣组分的变化规律,以期为富硼渣调控和综合利用提供参考。结果表明:本模型计算的熔渣表面张力值与实验值吻合较好,模型平均相对误差为9.03%。含B_2O_3的二元体系中,B_2O_3组元显著降低熔渣表面张力,纯氧化物表面张力值与形成氧化物阳离子的静电势及氧化物中离子键的分数有关。含B_2O_3的多元体系中,熔渣表面张力随着B_2O_3含量的增加而显著降低,但随着MgO和SiO_2质量比、CaO含量和Al_2O_3含量的增加而逐渐增大,且CaO和Al_2O_3含量对含B_2O_3渣表面张力的影响基本相当。     

高炉炉渣标准试样的制备

日本钢铁协会采用了367件标准:有生铁的化学分析;生铁的机械性能;气体(含HB)的化学分析。但是至今还没有炉渣标准。为便于操纵高炉流程,必须了解炉渣的成分、碱度、脱硫率、粘度、熔化温度。此外,炉渣被广泛用于生产水泥、建筑道路,用作混凝土的填料。为便于在对外市场上进行渣贸易,也必须了解渣的化学成分。现在采用x光方法测定炉渣化学成分。但是测定的可靠性不高。因此,日本钢铁协会在1988年10月建立12个炉渣的标准试样,这些炉渣含有最小和最大数量的SiO_2、Al_2O_3、CaO、MgO、MnO、TiO_2、T.Fe。以后该协会把标准试样减少到5个。日本钢铁协会收集适于制备标准试样的炉渣,放入金属坩埚内加以快速结晶成玻璃     

Ti在渣-Fe间迁移过程的研究

本文得到Ti在含TiO_2熔渣与熔铁之间的迁移规律如下:该过程受渣中Ti离子扩散的控制,其表观反应级数为准零级,表观活化能为258kJ/mol.讨论了渣中TiO_2含量、碱度和温度对Ti迁移量和迁移速度的影响.发现了炉渣碱度对Ti迁移的两重性影响:当渣中TiO_2含量较高时,提高碱度将抑制Ti的还原;而在TiO_2含量较低时,提高碱度则促进Ti的还原.并根据热力学分析,认为按[Si]/[Ti](wt-％)的大小可划分出Si促进或抑制Ti还原的区域.     

EFFECT OF SLAG COMPOSITION ON Mg, Al OR Ti CONTENT IN Ni-BASE SUPERALLOY DURING ESR

本文研究了Ni基高温合金电渣重熔CaF_2-MgO-Al_2O_3-CaO-0.5mol％TiO_2渣系成分对合金中Mg,Al,Ti含量的影响规律。当渣池温度为1690±10℃时,在0.10≤N_(MgO)≤0.25,0.05≤N_(Al_2O_3)≤0.21,0.05≤N_(CaO)≤0.15范围,建立了以下函数关系。 [Mg]=0.881[Al]_0~(0.641)N_(MgO)~(4.114-2.835N_(CaO)+1.077InN_(Al_2O_3))N_(Al_2O_3)~(1.282),wt-％ [Al]=[Al]_0-(0.19+0.804N_(CaO)~(0.454)-1.70N_(Al_2O_3))vA/45.36V,wt-％ [Ti]与N_(MgO),N_(Al_2O_3)变化无关,它随N_(CaO)增加而略增。     

钒钛磁铁矿金属化球团还原冶炼中钒的行为（英文）

研究电炉冶炼钒钛磁铁矿金属化球团中炉渣氧化钙、氧化镁含量以及冶炼温度对钒的行为的影响。对钒的还原和分配热力学进行计算和分析,并采用实验室电炉进行高温冶炼试验。热力学计算结果表明,钒在钛渣和铁水间的分配比随着渣中氧化钙、氧化镁含量增加以及冶炼温度的提高而下降。电炉冶炼试验结果表明,铁水中的钒含量以及生铁中钒回收率随着渣中氧化钙、氧化镁含量以及冶炼温度的提高而增加,而钒在钛渣和铁水间的分配比则有下降的趋势。此外,钒在铁水中的回收率随着钛渣光学碱度的增加存在提高的趋势。增加钛渣中的氧化镁含量进而提高炉渣光学碱度,不仅有利于钒的还原,而且可以促进有利于钛回收的含镁黑钛石相的形成。     

熔渣成分对电渣重熔Ni基高温合金中Mg,Al,Ti含量的影响

本文研究了Ni基高温合金电渣重熔CaF_2-MgO-Al_2O_3-CaO-0.5mol％TiO_2渣系成分对合金中Mg,Al,Ti含量的影响规律。当渣池温度为1690±10℃时,在0.10≤N_(MgO)≤0.25,0.05≤N_(Al_2O_3)≤0.21,0.05≤N_(CaO)≤0.15范围,建立了以下函数关系。 [Mg]=0.881[Al]_0~(0.641)N_(MgO)~(4.114-2.835N_(CaO) 1.077InN_(Al_2O_3))N_(Al_2O_3)~(1.282),wt-％ [Al]=[Al]_0-(0.19 0.804N_(CaO)~(0.454)-1.70N_(Al_2O_3))vA/45.36V,wt-％ [Ti]与N_(MgO),N_(Al_2O_3)变化无关,它随N_(CaO)增加而略增。     

TiO_2-Ti_2O_3-FeO三元渣系黏流特性热力学模拟

高钛渣在高温下的黏流特性是渣铁分离的关键因素之一。基于Einstein-Roscoe方程,使用FactSage~?软件对TiO_2-Ti2O_3-FeO三元渣系黏度进行热力学模拟,研究温度、FeO含量、还原度和固相颗粒4个因素对其渣系黏度的影响规律。结果表明:该方法能够很好地模拟TiO_2-Ti2O_3-FeO三元渣系黏度的变化规律;FeO含量和还原度的增大均具有降低TiO_2-Ti2O_3-FeO三元渣系熔化温度和黏度的效果;TiO_2-Ti2O_3-FeO三元钛渣完全熔化后,升高温度对渣系黏度的影响较小,黏度值约为110～130mPa·s;当温度低于熔化温度时,TiO_2-Ti2O_3-FeO三元钛渣会析出固相颗粒,析出过程是分阶段进行的,且随着温度的降低,析出量增加,黏度值急剧升高;TiO_2-Ti2O_3-FeO三元钛渣具有较为明显的短渣特性。