Fe-C熔体与熔渣反应的电化学机理

研究了含碳金属熔体与CSO—SiO2—Al2O3—FeOx熔渣体系反应的电化学机理．实验表明,在敞开体系中,无论金属熔体与熔渣之间是否存在电子导体,随着气相氧分压的降低,金属熔体的最终碳含量均逐渐增大,反应速率逐渐减小．但有电子导体贯穿反应体系时,熔体的最终碳含量远低于无电子导体的情况,其反应速率是后者的2～3倍．可以推断：氧离子在渣中的传递受控于电子的传递,电子导体的存在为电子的传递提供了一条捷径,因而加快了氧离子的传递．     

不同条件对钢渣碳酸化反应的影响及动力学分析

钢渣碳酸化捕集固定CO2既可实现CO2的减排,又能改善钢渣的安定性,具有很好的发展前景.以转炉钢渣为原料,系统研究了不同气氛、温度、升温速率下钢渣的碳酸化反应.通过热重实验,分析了不同升温速率下钢渣碳酸化反应的速率和温度区间,计算了CO2和水蒸气气氛下钢渣碳酸化反应的活化能;利用XRD分析了不同条件下钢渣碳酸化试样中碳酸钙和游离氧化钙含量的变化规律.结果表明,不同气氛下钢渣碳酸化反应受温度的影响不同.单一CO2气氛下,钢渣碳酸化反应速率随着温度的升高而加快,在600～700℃范围内,碳酸化率达到最高;CO2和水蒸气同时通入时,钢渣碳酸化反应更易进行,在400℃已有明显碳酸化反应,随温度升高在600℃左右碳酸化率达到最大温度升高到700℃后,碳酸钙的分解反应明显加快,游离氧化钙增多.同时通入CO2和水蒸气的气氛下,在400～500℃时,钢渣碳酸化反应的活化能为2.35 kJ·mol-1.     

预还原球团在铁碳熔体中熔融还原传质规律的研究

本文对不同预还原度的铁矿球团在铁碳熔体中熔融还原的规律进行了实验和理论研究．针时熔融还原反应特点，提出了表观FeO浓度概念．根据传质理论和球团矿熔融还原的特性，建立了反映球团矿在铁碳熔体中熔融还原反应规律的双相传质模型．实验和理论计算结果表明，球团预还原度和熔化速率等因素对熔融速率影响较大.     

双单体固相接枝聚丙烯

以过氧化苯甲酰为引发剂在螺带搅拌反应器中制备了苯乙烯、乙酸乙烯与马来酸酐二元固相接枝聚丙烯(PP),确定了最佳的反应时间为2．0～2．5h,最佳反应温度为90～100℃;用红外光谱表征了产物的接枝率;熔体流动速率的测定结果表明接枝物的熔体流动速率增加显著,说明PP在接枝过程中存在严重的降解．加入苯乙烯单体能起到一定的阻止降解作用。     

反应挤出方法制备高熔体强度聚丙烯

利用反应挤出机通过反应挤出微交联的方法制备出高熔体强度聚丙烯（PP）。考察了反应单体用量、过氧化物用量、反应温度以及螺杆转速对产物熔体强度、熔体流动速率和凝胶含量的影响。结果表明。在100．00份PP中加入1．00份的反应单体二乙烯基苯，以0．04份的过氧化二异丙苯作为引发剂，机筒反应段温度为190℃、螺杆转速为40r／min时，得到产物的熔体强度最佳。比原料PP的提高10倍。产物中有微量的交联，产物的熔融峰温略有提高。仍然可用普通PP相同的成型方法。     

通过挤出反应制备耐老化的高熔体强度聚丙烯

在引发剂双25作用下,采用聚丙烯(PP)与二乙烯基苯(DVB)进行挤出反应,利用双螺杆挤出机制备耐老化高熔体强度聚丙烯。结果表明,增加反应单体DVB含量、降低双螺杆挤出机的螺杆转速、提高给料速率,均能提高挤出反应产物的熔体强度,同时降低产物的熔体流动速率(MFR),其中,螺杆转速对产物的熔体强度影响较大;当抗氧剂含量为0.3%时,挤出反应可以在双螺杆挤出机中稳定持续地进行;加入的引发剂已经在挤出过程中完全反应,挤出反应产物的氧化诱导期可达到13 min,具有长期稳定性;与原料PP的测量值(480 Pa·s)相比,采用MFR法得到的产物熔体强度(5 500 Pa·s)明显提高。     

自动控制技术在熔体流动速率仪中的应用

本文主要介绍了台达电子工业股份有限公司（以下简称“台达电子”）的自动化系统在熔体流动速率仪中的集成应用，该控制系统整合了台达HMI．PLC．温控摸块和编码器等自动化产品，系统运行稳定可靠，达到了高效节能的目的．很好地实现了设备升级。     

几种激发剂对钢渣活性的影响

钢渣水化速率慢是限制其应用的主要因素,通过不同掺量和细度的钢渣与芒硝、水玻璃、木质素磺酸钙三种激发剂的反应情况,研究各种激发剂对钢渣水化活性的影响。实验结果表明,(1)掺入激发剂后,对钢渣水化活性有较大影响;(2)试验条件下钢渣比表面积为475.7m2/kg时,掺入10%钢渣、3%芒硝、2%水玻璃、0.6%木质素磺酸钙对钢渣水化活性激发效果最好。     

钢渣用于光Fenton法降解甲基橙的研究

以钢渣为铁源,利用光Fenton法降解甲基橙,考察了不同pH、钢渣添加量和双氧水浓度对甲基橙降解速率的影响.结果表明,甲基橙降解速率与钢渣中Fe~(3+)溶出速率有关,随pH的降低、钢渣添加量的增加降解速率明显增大.甲基橙降解速率随双氧水含量的增加先增后减,过高的双氧水含量不利于甲基橙降解速率的提高.紫外光对降解速率的提高在降解后期尤为显著.     

光辐照引发的反应挤出过程对聚乙烯结构与性能的影响

采用以高透明度石英玻璃做料筒的挤出机作为反应装置,利用紫外光引发透明料筒内部的聚乙烯(PE)熔体发生光化学反应,通过改变辐照时间、光敏剂二苯甲酮含量来控制PE在挤出过程中的反应程度,采用熔体流动速率仪、傅里叶变换红外光谱仪和差示扫描量热仪对反应前后PE的结构与性能进行表征。结果发现:高温熔融状态下的PE可以更快速地进行光化学反应,挤出过程中氧化程度不高;随着辐照时间的延长和二苯甲酮的加入,PE的熔体黏度增加,熔体流动速率下降,结晶开始温度提高。     

玄武岩熔液对耐火材料的侵蚀

为深入了解玄武岩高温熔体对耐火材料的侵蚀行为,参照ASTM C621—1984(2001)分别对致密氧化铬砖、致密锆英石砖和熔铸锆刚玉砖(AZS-33)进行了1 500℃72 h的玄武岩熔液侵蚀试验,并对侵蚀后试样进行了显微结构对比分析。侵蚀试验结果表明,致密氧化铬砖的抗熔融玄武岩侵蚀性最好,其次是致密锆英石砖,最差的是熔铸AZS-33砖,其在液面线处出现严重剥落现象。显微结构分析表明:致密氧化铬砖结构均匀,与玄武岩熔液反应性小,同时与玄武岩渣中的成分形成尖晶石致密层阻止了渣的进一步渗透;致密锆英石砖表面与玄武岩熔液反应产生很薄的脱锆层和玻璃相,并且其致密均匀的结构也阻止了渣的进一步渗透;熔铸锆刚玉砖的显气孔率虽然很低,对玄武岩熔液有较好的抗渗透性,但其液相量较多,因此抗侵蚀性相对较差。     

熔分赤泥熔渣纤维化过程中熔体性能研究

以熔分赤泥为研究对象,探究熔分赤泥熔渣纤维化过程中熔体性能的变化规律,采用炉渣熔点熔速测定仪研究熔分赤泥熔化过程及熔化温度,采用FactSage热力学软件模拟熔分赤泥熔渣冷却过程中矿物析出种类、含量及开始析晶温度,采用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜研究熔分赤泥熔渣不同温度下矿物组成与显微形貌,采用熔体物性综合测定仪研究熔分赤泥熔渣降温过程中的黏度变化。结果表明,熔分赤泥的熔化温度为1 236 ℃,熔分赤泥熔渣冷却过程中,1 300 ℃开始析出晶体,首先析出晶相为镁铝尖晶石(MgAl₂O₄)。此外,综合分析熔分赤泥熔渣熔体性能,明确利用熔分赤泥熔渣纤维化制备无机纤维时的温度应高于1 433 ℃。     

氟化铝生产副产物-硅渣酸化过程及其动力学

为解决实际生产中氟化铝生产残渣(简称硅渣)难利用问题,以云南某地硅渣为研究对象,以浓硫酸为酸化浸出介质,以浸出率为指标,以单因素实验为基础,研究了酸化过程中酸用量、反应温度、反应时间的影响。结果表明,最佳酸化条件为：加入理论酸用量(23.66 g) 1.3倍的浓硫酸,反应温度170℃,反应时间90 min,该条件下SiO₂的纯度迅速提升至大于99.00%,Al浸出率大于99%,F浸出率大于97%;该反应为液-固多相反应中的收缩未反应核模型,反应活化能为62.97 kJ/mol,浸出过程由化学反应控制。该方法的提出对硅渣的利用提供了一种新思路,具有反应时间短、耗水少、酸化后有价元素浸出率高的优点。     

高温下煤灰热膨胀行为研究

为了更好地了解硅铝比在煤炭燃烧和气化过程中对炉体结渣和堵渣产生的影响,选取硅铝比不同的A、B、C三种煤样,在弱还原性气氛下,利用自主研制高温熔融装置,考察三种煤灰样在高温熔融炉中的形变情况,探究煤灰热膨胀行为。针对A煤样,将其灰化后分别添加SiO2和Al2O3,添加量为煤基的1%~5%,研究其高温下XRD物相变化、熔渣流动现象和熔渣表观形貌。结果表明:不同硅铝比的煤灰热膨胀行为存在差异,B、C煤灰产生明显热膨胀现象,A煤灰未出现此现象;添加SiO2的A煤灰产生明显热膨胀现象,而添加Al2O3却未出现膨胀过程。添加SiO2后的煤灰在高温下灰粘度会增加,气体较难透过粘稠液体相,造成煤灰在高温下会出现明显膨胀现象,进而会导致煤炭在燃烧和气化过程中出现炉体内壁的结渣和出渣口堵渣等问题。通过考察弱还原性气氛下,研究不同硅铝比对煤灰高温熔融过程形变的影响,为解决实际生产中气化炉结渣和堵渣问题提供理论依据。     

Foaming Behavior in Molten Slag Caused by Decomposition of Carbonate Minerals

The average foam life is proposed as an index to the foaming behavior in molten slag. The molten slag system of Na2B4O7-CaO-MgO is foamed by the gas from the thermal decomposition of carbonate minerals as the foamer. The experimental results show that foamer type and particle size have influence upon the average foam life of slag. The concentration of CaO and MgO in molten slag not only varies the physical properties of melt but also influences directly the decomposition rate of carbonate and the bubble size of gas, thus playing an important role in foaming and to foam stability of slag.     

电炉粉尘造泡沫渣过程中FeO的还原与炉渣发泡行为

在实验室研究了循环利用电炉粉尘造泡沫渣过程中,FeO还原速度的影响因素,同时分析了 FeO 还原速度与炉渣发泡高度的关系. 结果表明,随着粉尘和煤粉加入量增加以及反应温度提高,渣中FeO的还原速度加快;渣中FeO被固体碳还原的反应为表观一级反应;渣中FeO还原反应速率常数与泡沫渣的最大发泡高度存在很好的相关性,还原速度增加,泡沫渣的最大发泡高度也随之提高.     

Effect of molten basic open-hearth slag on the composition of the MgO-MgAl2O4-MgCr2O4 system

Conclusions We employed x-ray diffraction and petrographic analysis to study the reactions of molten basic open-hearth slag with compositions in the MgO-MgAl₂O₄-MgCr₂O₄ system.The phase transformations that occur during this interaction consist in solid solution of the iron and manganese oxides in the spinelides and periclase and a subsequent slight reaction between these solutions and the lime-silicate components of the melt.When combined with periclase, high-chromium spinelides absorb larger amounts of iron and manganese oxides than do high-alumina spinelides.Spinelides rich in magnesiochromite have the lowest slag resistance in the MgAl₂O₄-MgCr₂O₄ system.Addition of periclase to spinelides has a favorable effect on their chemical stability with respect to molten slag. However, combinations in which the spinel component consists of high-chromium spinelides are less stable.The degree of refractory breakdown produced by exposure to molten basic open-hearth slags is governed principally by the depth to which the melt penetrates. The chemical processes involved merely facilitate such breakdown.Translated from Ogneupory, No. 4, pp.48–52, April, 1969.     

磷渣粉在水泥基材料中的最佳理论掺量的研究

采用激光粒度分析仪测得磷渣粉颗粒群的分布特性,差热失重分析(DTA-TG)测得磷渣粉掺量分别为0%、30%、60%、80%时Ca(OH)2的含量并回归得到磷渣粉掺量与Ca(OH)2含量的计算公式;结合SEM扫描电镜观测到磷渣粉经过180 d龄期的火山灰反应深度以及其与矿渣水化程度的比较,确定磷渣粉的反应率范围;根据磷渣粉中的活性成分SiO2和Al2O3与水泥水化产物Ca(OH)2发生的二次反应程度,来确定水泥基胶凝体系中磷渣粉的最佳理论掺量.结果表明,磷渣粉比表面积为340 m2/kg时,经过180 d龄期侵蚀后,计算得到水泥体系中磷渣粉的最大掺量范围为33.7～65.3%.     

Effects of high gravity on dissolution of solid modifiers in molten slag

High-gravity technology was applied to the dissolution process between molten slag and solid modifiers to accelerate the modification of hot slag. In this study, MgO and SiO₂ rods were chosen as typical modifiers, and the effects of high-gravity (G = 800) and normal-gravity (G = 1) fields on the dissolution process between molten slag and solid modifiers were researched. The effects of high-gravity forces on the penetration depth and boundary layer of the dissolution process of the rod in molten slag were investigated using optical micrographs, X-ray fluorescence, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and electron probe microanalysis. Under high gravity conditions, the penetration depth of the slag melt into the solid rod was larger because the melt could enter deeper and smaller cracks and gaps, which increased the contact area and accelerated the dissolution process. The penetration depth increased from 0.1 mm to 1.07 mm in the MgO rod system and from 0.55 mm to 1.99 mm in the SiO₂ rod system. Moreover, the boundary layer of ions between the solid rod and slag melt became thinner, which promoted the diffusion of ions; the boundary layer thicknesses were reduced from 1.91 μm to 0.45 μm in the MgO rod system and from 96.88 μm to 51.63 μm in the SiO₂ rod system. In addition, high centrifugal forces could remove pores by pushing air bubbles from inner liquid–solid interfaces to the surface of the molten slag. The elimination of bubbles at the interfaces favored the penetration and dissolution processes. This study provides a rapid and effective new modification method to reduce the energy loss of molten slag and increase the output of modified slag.