渣的粘度和润滑性与石墨的关系

为了提高COREX工艺操作中的掊硫量和改进其出渣时的渣流动性,在1400℃－1540℃的温度变化区间,测量了含CaO25%-40%、SiO235%、MgO10%-25%和Al2O312%的渣的粘度,以此作为碱度[B=(?O %MgO)/%SiO2]和MgO含量的函数,在冷却状态下,由于临界温度的出现,渣粘度因固体颗粒的沉淀而突然增大。与粘度变化相关的临界温度,随MgO含量增加到20％后而降低,但此后,转而增高。在临界温度以上,粘度由于渣碱度和MgO含量（达20％）增高而降低。根据测定的最低的COREX工艺操作温度,讨论了渣组成对粘度的影响。通过实验也推导出粘度、渣组成和温度之间的关系。在1550℃条件下,通过研究渣与石黑之间的润湿性,以了解 在出渣期间,碳与熔渣一同排出的原因。随着炉渣碱度和MgO含量的增加,CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系统与石墨之间的接触角略有减小,而且它们的值在非润湿性范围内。然而在同等碱度和MgO含量条件下,在给定的渣系统中添加FeO会引起接触角的显著减小。由于渣与石墨之间的化学反应以及碱度和MgO含量的增加,则会发现润湿性会极大地增强。     

低炭MgO-C质耐火材料的抗熔渣侵蚀行为

以碱度为 3.0和 1.0的钢渣对石墨含量(w)为 0、2 %、4 %、6 %和 12 %的MgO -C质试样进行了回转抗渣试验 ,并对侵蚀后试样进行了SEM、EDAX和EPMA分析。结果表明 :当石墨含量 (w)≤6 %时 ,试样在两种渣中的侵蚀深度都随石墨含量的增加而减小 ,而当石墨含量达到 12 %时 ,其侵蚀深度又都增加 ;碱度 1.0的渣对石墨含量 (w)≤ 6 %的MgO -C材料的侵蚀严重 ,而碱度 3.0的渣对石墨含量 (w)为 12 %的MgO -C材料的侵蚀严重 ;低碱度渣中Si、Fe对MgO致密层的熔损比高碱度渣中的严重。     

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.     

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.     

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.     

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.     

高铝渣的流动性和脱硫能力

采用KTH炉渣粘度模型和实验研究了高铝渣流动性与炉渣成分、温度的关系,采用多元逐步回归分析方法研究了实际生产中炉渣脱硫能力与炉渣成分、铁水成分的关系.结果表明,高铝渣中Al2O3会降低炉渣流动性,Al2O3含量低于18.5%(ω)为宜,最高不应超过19.5%(ω);渣中适量的MgO可改善炉渣流动性,宜将炉渣四元碱度控制在0.92以上,镁铝质量比控制在0.48以上,同时炉渣二元碱度不超过1.19,MgO含量不超过12.5%(ω).铁水温度和炉渣二元碱度是影响炉渣脱硫能力的主要因素,MgO含量等其他因素作用相对较小.     

氧化钛对含钛不锈钢连铸保护渣性能的影响

针对含钛不锈钢连铸过程结晶器液渣层中TiO2含量明显增加的问题,以配制的含钛保护渣研究了TiO2对不同碱度保护渣的结晶温度、熔化温度、粘度和凝固温度的影响. 结果表明,碱度为0.85时,4.5%的TiO2使渣的结晶温度降低,继续增加TiO2含量,结晶温度不再变化;碱度为1时,随TiO2含量增加,结晶温度先降低后升高,TiO2含量12%时,结晶温度显著升高主要是钙钛矿高温析出造成的. TiO2在0~12%范围增加时,提高了保护渣的熔化温度,降低了保护渣的粘度和凝固温度.     

刚玉尖晶石砖的抗渣性能

采用真空感应炉进行了刚玉尖晶石耐火砖的动态抗渣实验,研究了高碱度脱硫渣和铝硅镇静钢精炼渣对该耐火砖的侵蚀,分析了两种碱性渣对其侵蚀机理.结果表明,刚玉尖晶石耐火砖抗铝硅镇静钢精炼渣侵蚀性能优于高碱度脱硫渣.刚玉尖晶石耐火砖抗侵蚀性能主要受渣中氧化铝和氧化钙含量影响.高碱度脱硫渣中CaO,SiO2,CaF2含量较高,与刚玉尖晶石耐火砖中的Al2O3发生反应低熔点物质,降低了渣的粘度,侵蚀较严重;高碱度脱硫渣中Al2O3含量低,导致尖晶石中MgO直接溶解,而铝硅镇静钢精炼渣中Al2O3含量高,在MgO/渣界面形成MA尖晶石,导致间接溶解,抑制渣侵蚀.     

含氟高炉型熔渣对耐火材料的侵蚀作用的研究

本文研究了含氟高炉型熔渣对Al_2O_3含量各为45%、65%、80%的三种Al_2O_3-SiO_2耐火材料及一种炭砖的侵蚀作用,探讨了温度、渣中氟含量、碱度及铝氧含量等因素对于熔渣侵蚀速率的影响。发现温度与侵蚀速率之间的关系可大致用Arrhenius式的指数方程式来表示;提高渣中氟含量或碱度因而使侵蚀作用加剧的机理是相似的;在碱度较高的含氟渣中铝氧起酸性氧化物的作用,减轻熔渣的侵蚀能力。在Al_2O_3-SiO_2系统的耐火材料中,Al_2O_3含量愈高则抵抗含氟渣侵蚀的能力愈强,铝氧含量80%的致密高铝砖的抗蚀能力尤其值得推荐。含氟渣对炭砖的侵蚀则极为轻微。本文进而研究了静止的侵蚀作用所产生的一系列矿物变化,利用CaO-Al_2O_3-SiO_2及CaF_2-CaO-Al_2O_3-SiO_2系统相图对含氟渣的侵蚀过程加以解释。