ВЛИЯНИЕ ОКИСИ БАРИЯ НА ВЯЗКОСТЬ ШЛАКОВ

对含BaO 0—30％的CaO-MgO-BaO-SiO_2-Al_2O_3系統炉渣粘度的研究表明,加入BaO能改善高炉渣的稳定性。当(CaO+0.366 BaO)/SiO_2<0.7—0.9时,以BaO按分子量取代CaO,能降低炉渣粘度,当(CaO+0.366 BaO)/SiO_2>0.7—0.9时,則增高粘度。用(CaO+0.366 BaO)/SiO_2=0.9—1.2的炉渣冶炼时,渣中含BaO 10％甚至更高一些,不会由于粘度过高而造成操作困难。     

添加BaO和Li2O对CaO基脱硫精炼渣熔点和粘度的影响

以CaO-SiO2(22·4%)-Al2O3(11·6%)-CaF2(10%)精炼渣作为基础渣系,添加BaO或Li2O,固定(CaO+BaO或Li2O)/SiO2=2·5,研究渣系熔点和粘度等熔体特性的变化。结果显示加入BaO、Li2O可以明显降低渣系的熔点和粘度,有效改善渣钢反应的动力学条件。当(BaO,Li2O)=15wt%时,熔渣的熔点分别为1267℃和1185℃,远低于作对比的基础渣的熔点1326℃,当温度为1475℃时,熔渣粘度分别为0·98Pa·s和0·51Pa·s,远小于基础渣的粘度1·79Pa·s,使渣系具有良好的流动性,将显著提高炼钢精炼渣的精炼性能。     

添加BaO和Li2O对CaO基脱硫精炼渣熔点和粘度的影响

以CaO-SiO2(22.4%)-Al2O3(11.6％)-CaF2(10％)精炼渣作为基础渣系, 添加BaO或Li2O,固定(CaO+BaO或Li2O)/SiO2=2.5,研究渣系熔点和粘度等熔体特性的变化.结果显示加入BaO、Li2O可以明显降低渣系的熔点和粘度,有效改善渣钢反应的动力学条件.当(BaO,Li2O)=15wt％时,熔渣的熔点分别为1267℃和1185℃,远低于作对比的基础渣的熔点1326℃,当温度为1475℃时,熔渣粘度分别为0.98Pa·s和0.51 Pa·s,远小于基础渣的粘度1.79Pa·s,使渣系具有良好的流动性,将显著提高炼钢精炼渣的精炼性能.     

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。     

高炉的高氧化镁渣冶炼问题

高炉在用18.5%MgO的炉渣进行冶炼时,炉子比较顺行,炉温比较稳定。但由于炉渣的脱破能力较弱,必须提高炉渣的总碱度((CaO+MgO)/SiO_2)。本文着重地分析了高MgO渣冶炼时焦比升高的原因。理论计算证明将白云石直接装入高炉时由于带入炉中的CO_2量(每吨铁)增加了15%,导致了高炉的直接还元率以及因此的焦比的升高。应将白云石作为烧结原料。     

CaO-SiO_2-BaO-CaF_2四元渣去除熔硅中的硼杂质（英文）

为提高硼的去除率,研究了电磁感应精炼过程中硼杂质在CaO-SiO_2-BaO-CaF_2四元渣和熔硅之间的分配系数LB,讨论了四元渣系中CaO/SiO_2质量比、BaO和CaF_2含量、熔炼时间对LB的影响规律。结果表明:随着CaO-SiO_2渣中BaO和CaF_2含量的增大,LB值增大。当CaO/SiO_2质量比为1.1:1、BaO和CaF_2含量分别为15%和20%时,CaO-SiO_2-BaO-CaF_2四元渣去除熔硅中硼杂质效果最好,LB达到最大值6.94,并且LB随着熔炼时间的延长而增大。经过两次造渣后,熔硅中硼含量由3.5×10~(-5)降到3.7×10~(-6),硼的去除率达到89.4%。     

BLAST FURNACE SMELTING WITH HIGH MgO SLAG

高炉在用18.5％MgO的炉渣进行冶炼时,炉子比较顺行,炉温比较稳定。但由于炉渣的脱破能力较弱,必须提高炉渣的总碱度((CaO+MgO)/SiO_2)。 本文着重地分析了高MgO渣冶炼时焦比升高的原因。理论计算证明将白云石直接装入高炉时由于带入炉中的CO_2量(每吨铁)增加了15％,导致了高炉的直接还元率以及因此的焦比的升高。应将白云石作为烧结原料。     

CO还原CaO—SiO2—FetO三元渣系的研究

在1723K进行了CO还原CaO—SiO_2-Fe_(t)O三元渣系的研究根据CO_2红外分析仪测定的出口气体中的CO_2浓度变化,计算了炉渣的表观还原速度常数K_(a)结果表明,K_(a)随炉渣中Fe_1O量增加呈抛物线变化;当炉渣碱度R<1.0,Fe_(t)O为50％和R为1.5,Fe_(t)O为70％时,K_(a)分别出现最小值用炉渣规则溶液模型可计算1723K时的CaO-SiO_2-Fe_tO三元渣系的Fe_1O活度值a_(Fe_1O)。     

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-SiO_2-CaO-ZnO渣系为研究对象。采用热力学软件Factsage计算并绘制FeO-SiO_2-CaO-ZnO渣系相图,考察CaO与SiO_2质量比、Fe与SiO_2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SiO_2质量比和CaO与SiO_2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Cu_2Sb、FeSb_2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进入渣相。     

THERMODYNAMICS OF LIQUID BLAST-FURNACE-TYPE SLAGS Ⅰ.EVALUATION OF ACTIVITIES OF CaO AND SiO_2

在本文中,作者综合分析了关于CaO—SiO_2、CaO—SiO_2—Al_2O_3及CaO—MgO—SiO_2—Al_2O_3系统熔渣中α_(SiO_2)及α_(CaO)的测定结果,并加以比较。关于CaO—SiO_2二元系,作者综合了Fulton与Chipman,张禄经与Derge及坂上六郎的实验数据,导出了1600℃时液态渣在整个浓度范围内的α_(SiO_2)及α_(CaO),分别用β鳞石英及固态CaO为标准状态。根据这样算出的α_(SiO_2)及α_(CaO)以及坂上的CaO侧电动势数据,作者导出了一个经验公式,可以用来从已知的电动势数据与α_(SiO_2)计算α_(CaO)。将这个公式应用于CaO—SiO_2—Al_2O_3三元系,算出了三元系熔渣内当Al_2O_3=10、20%时的α_(CaO)。然后将二元系和三元系中的α_(CaO)加以比较,导出了一个新的碱度计算公式。在此式中A1_2O_3显示双性,当碱度较高时它属于酸性,因此可以分子比例与SiO_2相加;反之,当碱度较低时它属于碱性,因此须从SiO_2中扣去。如将MgO以重量百分率与CaO相加,这个碱度公式也可以适用于四元系。由于新的碱度公式所根据的实验数据并不充分,所以它的能否适用须视应用结果如何而定。 Taylor与Stobo由脱硫平衡数据计算了三个熔渣内的α_(CaO),与作者的计算结果不能符合。本文初步分析了造成这个差异的原因。因为这个差异的     

MgO和BaO对CaO-Al_2O_3系保护渣熔化与结晶行为的影响

连铸保护渣的好坏决定着铸坯表面质量以及连铸是否能够顺利进行。采用SHTT的方法研究了BaO和MgO质量分数对CaO-Al_2O_3系高铝钢保护渣熔化温度、结晶性能的影响。研究表明,MgO能够提高保护渣的熔化温度;保护渣的熔化温度随BaO质量分数的减少而升高。MgO可以抑制保护渣结晶;当BaO部分取代CaO时,随着BaO/CaO比例增大,保护渣结晶性能降低;同时BaO和MgO不影响连铸保护渣的晶体矿相和形态。     

硫化铋精矿还原造锍熔炼一步炼铋

为解决我国当前火法炼铋厂普遍存在低浓度二氧化硫烟气污染、铋回收率低、试剂消耗大等问题,提出一种硫化铋精矿清洁冶金的工艺即硫化铋精矿还原造锍一步熔炼。采用单因素条件实验法考察添加剂用量、熔炼渣型、熔炼温度、反应时间等因素对金属铋直收率和渣含铋的影响,得出最佳熔炼工艺条件为:添加剂碳酸钠用量为精矿用量的20%(质量分数)、m(FeO)/m(SiO_2)=1.0、m(CaO)/m(SiO_2)=0.9、熔炼温度为1300℃、熔炼时间为2h。在此最优条件下,金属铋直收率为85.86%,渣含铋0.11%,固硫率达98.32%。同时,铅、钼、银在粗铋中的直收率分别达81.34%、80.95%、79.11%,说明新工艺的熔炼过程中对有价金属富集较好。     

液态高炉型熔渣的热力学——Ⅰ.液态高炉型熔渣内SiO_2与CaO的活度

在本文中,作者综合分析了关于CaO—SiO_2、CaO—SiO_2—Al_2O_3及CaO—MgO—SiO_2—Al_2O_3系统熔渣中α_(SiO_2)及α_(CaO)的测定结果,并加以比较。关于CaO—SiO_2二元系,作者综合了Fulton与Chipman,张禄经与Derge及坂上六郎的实验数据,导出了1600℃时液态渣在整个浓度范围内的α_(SiO_2)及α_(CaO),分别用β鳞石英及固态CaO为标准状态。根据这样算出的α_(SiO_2)及α_(CaO)以及坂上的CaO侧电动势数据,作者导出了一个经验公式,可以用来从已知的电动势数据与α_(SiO_2)计算α_(CaO)。将这个公式应用于CaO—SiO_2—Al_2O_3三元系,算出了三元系熔渣内当Al_2O_3=10、20%时的α_(CaO)。然后将二元系和三元系中的α_(CaO)加以比较,导出了一个新的碱度计算公式。在此式中A1_2O_3显示双性,当碱度较高时它属于酸性,因此可以分子比例与SiO_2相加;反之,当碱度较低时它属于碱性,因此须从SiO_2中扣去。如将MgO以重量百分率与CaO相加,这个碱度公式也可以适用于四元系。由于新的碱度公式所根据的实验数据并不充分,所以它的能否适用须视应用结果如何而定。Taylor与Stobo由脱硫平衡数据计算了三个熔渣内的α_(CaO),与作者的计算结果不能符合。本文初步分析了造成这个差异的原因。因为这个差异的存在,本文所计算的α_(CaO)只能认为相对的数值,同时图2的α_(SiO_2)曲线也有待将来研究复证或修正。     

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     

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。     

Al-Si合金熔渣精炼过程中Al和B在渣金两相间的迁移与分配规律

在1500℃下将Al-Si合金与CaO-SiO_2-Al_2O_3熔渣混合精炼,考察了渣金比、精炼时间对体系中元素Al和B在渣金两相间分配的影响,并解析了这两种元素的迁移过程。结果表明:熔渣40%CaO-40%SiO_2-20%Al_2O_3和60%Al-Si合金在渣金质量比为5时,精炼硅中B含量由302.74×10~(-6)降至23.37×10~(-6)。元素Al和B在渣金两相间的迁移规律基本一致,呈现出明显的阶段性特征。合金中Al元素在精炼10 min内相间迁移最为剧烈,Al的转化率达到96.52%,剩余少量Al以Al-Si相或Al-Si-Ca相存在于硅晶界处;而B元素在精炼30 min内向渣中迁移效果最为显著,迁移比分别为12.32、10.96,继续延长时间二者含量均变化缓慢。Al元素的氧化会改变精炼渣的组成,精炼相同时间时,随渣中w(CaO+Al_2O_3)/w(SiO_2)值增大,精炼硅中B含量呈先下降后上升的趋势,B含量在w(CaO+Al_2O_3)/w(SiO_2)值1.24附近有最小值8.01×10~(-6),此时B的迁移比达到37.80。     

液态CaO-SiO_2和CaO-Al_2O_3-SiO_2渣中CaO的活度

利用石灰的加碳还原反应,设计了一个新的研究方法,以直接测定液态高炉型渣中CaO的活度.这一方法的成功,依靠溶剂金属的正确选择以降低熔液中钙的化学位,而使金属钙量提高到可以用化学分析测定的水平.我们估计钙在锡稀溶液中的活度系数很小,可能符合于我们的要求,因此研究了下列反应:CaO+C(石墨)=Ca(锡)+CO(气).以测定液态CaO-SiO_2和CaO-Al_2O_3-SiO_2渣中CaO的活度,在上式中符号下波纹线表示溶于渣中的组分,直线表示溶子金属中的组分,下同.对于CaO-Si0_2系,应用Gibbs-Duhem关系从CaO活度值算出了SiO_2的活度值,并根据一个统计力学模型讨论了活度曲线的形状.从CaO-Al_2O_3-SiO_2系的研究结果,可知在所研究的整个碱度范围內,渣中存在10%Al_2O_3都使CaO的活度增加;当Al_2O_3为20%时,则对CaO活度的影响视碱度不同而异.对Al_2O_3的这种行为,根据炉渣的离子结构理论提出了解释.     

ACTIVITY OF CaO IN LIQUID CaO-SiO_2 AND CaO-Al_2O_3-SiO_2 SLAGS

利用石灰的加碳还原反应,设计了一个新的研究方法,以直接测定液态高炉型渣中CaO的活度.这一方法的成功,依靠溶剂金属的正确选择以降低熔液中钙的化学位,而使金属钙量提高到可以用化学分析测定的水平.我们估计钙在锡稀溶液中的活度系数很小,可能符合于我们的要求,因此研究了下列反应:CaO+C(石墨)=Ca(锡)+CO(气).以测定液态CaO-SiO_2和CaO-Al_2O_3-SiO_2渣中CaO的活度,在上式中符号下波纹线表示溶于渣中的组分,直线表示溶子金属中的组分,下同.对于CaO-Si0_2系,应用Gibbs-Duhem关系从CaO活度值算出了SiO_2的活度值,并根据一个统计力学模型讨论了活度曲线的形状.从CaO-Al_2O_3-SiO_2系的研究结果,可知在所研究的整个碱度范围內,渣中存在10%Al_2O_3都使CaO的活度增加;当Al_2O_3为20%时,则对CaO活度的影响视碱度不同而异.对Al_2O_3的这种行为,根据炉渣的离子结构理论提出了解释.     

CaO-Cu2O-Fe2O3三元渣系组元活度计算模型

基于炉渣结构共存理论,建立1 200～1 300 ℃下CaO-Cu2O-Fe2O3三元渣系组元活度的计算模型,计算并绘制渣中CaO、Cu2O和Fe2O3的等活度曲线,考察碱度B和温度t对组元活度α(CaO)、α(Cu2O)和α(Fe2O3)的影响.结果表明:模型计算值α(Cu2O)与文献实测值α′(Cu2O)吻合程度高,说明模型能较好地反映该渣系的结构本质;α(Cu2O)呈拉乌尔正偏差,在B=1.54时出现最大值,当B＞1.54时随着B和t的增大而降低,当B＜1.54时趋势正好相反,且受碱度影响更为显著;α(CaO)和α(Fe2O3)分别随CaO和Fe2O3在炉渣中含量的升高而增大,但受温度的影响都不明显.研究结果可用于采用铁酸钙渣系的炼铜新工艺热力学研究.     

炉渣中SnS的挥发速率

在中性气氛及1473K的温度下,通过测定试样的失重及其组成,研究了SnS从SnO—FeO—SiO_2和SnO—FeO—CaO-SiO_2两种炉渣(混以FeS)中挥发的速率。研究表明,在硫化烟化过程中,SnO的挥发与SnS相比可以忽略不计,在炉渣中增加CaO可以加快SnS的挥发速率,挥发的微分速率方程可以表示为: -d(％Sn)/dt=k(％Sn)(％S)其中表观速率常数k分别为4.20×10~(-3)(SnO-FeO-CaO-SiO_2)和2.88×10~(-3)(SnO-FeO-SiO_2)