FeO、Al2O3和MgO质量分数对高炉初渣黏度的影响

以涟钢7号高炉软熔带炉料滴落形成的初渣为研究对象进行化学成分分析,采用分析纯试剂制备高炉炉渣渣样,探究CaO SiO2 MgO Al2O3 FeO五元渣系中,w(FeO)为3%～8%、w(Al2O3)为9%～13%及w(MgO)为2%～6%对涟钢7号高炉初渣黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明,在碱度为1.373时,炉渣黏度随FeO质量分数的增加而减小,且FeO质量分数越大,炉渣的熔化性温度越低;当w(MgO)为7.38%、w(FeO)为5%时,炉渣黏度和熔化性温度都随着Al2O3质量分数的增加而减小;当w(Al2O3)为10.95%、w(FeO)为5%时,随着MgO质量分数的增加,炉渣黏度和熔化性温度都呈现降低趋势。     

钒钛高炉渣的流动性

依据承德建龙特殊钢有限公司当前的高炉冶炼情况,以钢厂渣为基准,利用黏度测试装置,分析了钒钛高炉渣的碱度、w(TiO_2)、w(MgO)对高炉渣黏度与熔化性温度的影响。研究结果表明:随高炉渣碱度提高,黏度和熔化性温度先降低,碱度继续提高到1.25时,炉渣黏度与熔化性温度迅速提高;随着高炉渣中w(TiO2)提高,黏度和熔化性温度呈先降低后升高的趋势;w(MgO)提高利于降低炉渣熔化性温度,不同w(MgO)情况下,炉渣熔化性温度最高为1297℃。碱度为1.15~1.20,w(TiO_2)小于10%,w(MgO)在12%~14%时,钒钛炉渣流动性较优。     

w(SiO2)/w(V2O3)对含钒炉渣熔化温度及黏度的影响

摘要：为了对转炉提钒冶炼过程含钒炉渣熔化和流动性进行合理的控制，采用半球点法和内旋转黏度法分别测试了含钒炉渣熔化温度和黏度，采用XRD测试了含钒炉渣的物相，并采用综合碱度（BI′）反映渣中酸碱氧化物平衡关系。结果表明，在FeO质量分数一定的条件下，随着w（SiO2）/w（V2O3）增大，综合碱度由BI′>1单调下降至BI′<1，含钒炉渣熔化温度先降低后升高；随着FeO质量分数的增加，熔化温度最低点对应的w（SiO2）/w（V2O3）增大。随着w（SiO2）/w（V2O3）增大，黏度随温度变化的趋势变缓，高温熔融态含钒炉渣黏度增大，低温阶段黏度减小。综合考虑黏度对钢渣界面反应和钒渣流失的影响，FeO质量分数为44%时含钒炉渣w（SiO2）/w（V2O3）应控制为0.7。     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Cr2O3渣系黏度结构分析及Iida模型应用

 为了实现冶炼铬铁合金过程中含铬渣系黏度的精准控制,从微观结构方面研究了碱度及Cr2O3质量分数变化对铬铁冶炼渣系黏度的影响并优化了Iida黏度预测模型。通过转筒法测量CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Cr2O3渣系黏度,结合拉曼光谱从熔渣微观结构方面阐述了Cr2O3质量分数及碱度变化对CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Cr2O3渣系黏度的影响。结果表明,熔渣黏度与其表征聚合度的BO参数值均随Cr2O3质量分数的增加而升高,随二元碱度值的增大而降低,熔渣黏度与渣系聚合度变化趋势相一致。根据测量得到的含Cr2O3熔渣黏度数据,进一步优化了Iida黏度预测模型。经过优化后的模型计算黏度值与实际测值吻合较好,利用Iida黏度模型可在较大的温度与成分范围内进行含铬渣黏度的预测。     

京唐高炉渣性能评价及低镁渣性能分析

结合京唐高炉的生产实际,通过对京唐现场炉渣的取样和实验室分析,对京唐高炉渣的冶金性能进行评价,其炉渣的热稳定性及流动性均符合高炉冶炼要求。通过黏度试验研究,考察Al2O3以及二元碱度对低镁条件下炉渣黏度和熔化性温度的影响。试验结果表明,炉渣黏度随渣中Al2O3质量分数的增加而升高,随二元碱度的增加呈先降低后增加的趋势;炉渣的熔化性温度随渣中Al2O3质量分数和二元碱度的增加而升高;为保证低镁炉渣具有良好的流动性,当炉渣中MgO的质量分数保持为4.0%时,二元碱度可控制为1.19左右,Al2O3的质量分数控制为16%以下。     

高炉熔渣制备矿渣棉调质剂的研究

针对高炉渣制备矿渣棉的调质过程,研究铁尾矿、碱度、MgO和Al2O3含量对高炉渣黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明:铁尾矿能够使高炉渣由短渣特性向长渣特性转化,黏度变化更加平稳,但铁尾矿加入量超过20%后,熔渣黏度和熔化性温度增加,不利于熔渣直接制备矿渣棉;采用化学纯试剂对高炉渣进行调质时,碱度升高使得熔渣黏度向短渣特性进一步转化,熔化性温度升高,不利于熔渣流动性的提高;随着MgO含量增加,熔渣黏度和熔化性温度均呈现先降低后增加的趋势,MgO含量在8%~10%时,熔渣流动性较好;研究中Al2O3含量相对较小,Al2O3含量变化时,熔渣黏度和熔化性温度变化较小,对熔渣流动性影响较小。     

电渣重熔六元渣系FeO活度的研究

利用熔渣分子—离子共存理论,研究了电渣重熔20%CaO-20%Al_2O_3-60%CaF_2渣系在冶炼过程中,由于吸收MgO、FeO、SiO_2等夹杂物后,在渣中形成了一定浓度的FeO,而使渣系具有向钢液传递[O]的能力,考察了1 550℃下FeO、MgO质量分数以及二元碱度w(CaO)/w(SiO_2)对FeO活度的影响;分析了该渣系在1 550、1 600、1 650、1 700、1 750和1 800℃下FeO活度随温度的变化情况,构建了20%CaO-20%Al_2O_3-60%CaF_2为基础渣系的六元渣系的FeO活度的模型.研究表明:FeO活度随二元碱度w(CaO)/w(SiO_2)的增加而先增大至趋于平缓后略微减小,在碱度为3.8达到最大;FeO活度随FeO质量分数增加而线性增加,高碱度时,随FeO质量分数增加FeO活度相近;碱度为1时,FeO的活度随MgO的质量分数增加而增大,随温度升高而增加,且MgO含量越高,FeO活度越大;当碱度增加到4、7、10时,FeO的活度随MgO的质量分数增加而减小,相同质量分数的MgO时,碱度越大,FeO活度值越小;碱度为4,MgO的质量分数为1%时,FeO活度达到最大值,高碱度时,温度升高,FeO活度基本保持不变,且同一温度下,碱度越大,FeO活度反而降低.工业试验表明,该模型可以直接利用渣系对金属熔体中氧含量变化进行预测,并对减小钢液中氧含量具有指导意义.     

高炉渣排氯能力的试验

 为找到合理有效的炉渣排氯制度,使得炉渣排氯能力最大化,在对高炉内氯元素进行热力学分析的基础上,研究了高炉渣的化学成分、温度以及恒温时间对排氯能力的影响。结果表明,高炉渣的排氯率随着炉渣碱度的提高而增加;其排氯率随温度的增加而降低;随[w(MgO)]的增加,其排氯率先增加后降低;随[w(Al2O3)]的增加,其排氯率先增加,当渣中[w(Al2O3)]超过16%时,其对炉渣排氯率的影响不大;随着恒温时间的延长,炉渣的排氯率降低。高炉在保证正常生产的前提下,应适当地提高炉渣碱度,降低高炉渣温度和增加出渣铁次数,[w(MgO)]和[w(Al2O3)]应保持在11.0%和16.0%左右,以提高炉渣的排氯能力,减少氯元素对高炉冶炼和后续设备产生的不利影响。     

转炉渣熔化温度的实验研究

通过二次回归正交设计法,在实验室测定了合成转炉渣的熔化温度,并且回归出转炉渣熔化温度与各成分之间的回归方程,通过该回归方程可以计算出各种组成的转炉渣的熔化温度。各组元对转炉渣熔化温度都有影响,随碱度升高,合成渣熔化温度升高;随Fe2O3含量增加,合成渣熔化温度降低;随Mg O的增加,合成渣熔化温度先降低后升高;随Ca F2含量的增加,合成渣熔化温度降低。在铁水预处理温度下,炉渣碱度不宜超过3,Fe2O3含量不宜30%,Mg O含量8%左右为宜,复合助熔剂助熔效果优于单一助熔剂,助熔剂中Ca F2和Na2O的含量都不宜超过10%。     

Na2O对高磷硅锰合金脱磷的影响

 为研究碱性渣中添加Na2O对硅锰合金脱磷的影响,在1 400 ℃,采用含有少量Na2O的CaO-SiO2-CaF2碱性渣对[w(P)]为0.95%的高磷硅锰合金进行了脱磷热力学试验。重点研究了渣中添加Na2O对渣金间磷分配比[(LP)、]磷容量[(CP)]以及Na2O替代CaO时渣系碱度对磷分配比的影响。研究结果表明,脱磷渣的磷分配比和磷容量随[w(Na2O)]的增加而增加,当终渣中[w(Na2O)]大于1.75%时,磷分配比和磷容量基本保持不变。随着Na2O替代CaO质量分数的增加,磷分配比逐渐增加;当Na2O替代CaO的量超过3.19%时,渣中的[O2－]浓度达到饱和,磷分配比基本保持不变。     

Thermal physical properties and dephosphorisation kinetics of rare earth oxides containing slags

ABSTRACT

The melting properties and viscosity of CaO–SiO₂–MnO–La₂O₃–CeO₂ slags, with mass ratios of 0.97 and 1.05 between CaO and SiO₂, were measured using the hot stage microscopy method and rotating cylinder method, respectively. In addition, the dephosphorisation kinetics of rare earth (RE) oxides containing slags was studied. For increasing mass contents of the RE oxides, La₂O₃ and CeO₂ (0, 3, 6, 9, and 12?wt.%), in the slag, the melting temperature initially decreases and then increases. Minimum values appeared for mass contents of 6?wt.%. RE oxide concentrations below 9?wt.% are beneficial to the decrease in viscosity, which increases significantly with the mass fraction of RE oxides in molten slags with a basicity of 1.05. In slags with a basicity of 0.97, the RE oxides favour the decrease in viscosity, which does not change noticeably as their mass fraction is increased above 6?wt.%. Finally, it was found that the rate-limiting step of the dephosphorisation process is the diffusion of phosphorus.     

Al2O3和Na2O对高磷铁水脱磷的影响

 在1350℃,采用无氟CaO-FetO-SiO2渣系,以少量Na2O和Al2O3作助熔剂,对磷含量0.42%(质量分数,下同)的铁水进行了脱磷热力学试验。 结果表明：Na2O和Al2O3含量分别为0.7%~3.1%和2.5%~7.9%时,脱磷率为81.4%~90.7%,lgLP为1.50~1.92,lgγP2O5在-15.6~-16.6之间,lgCP为19.9~20.5。脱磷率、lgLP和lgCP 随Na2O含量的增加而增加。lgγP2O5随Na2O含量的增加而降低。Al2O3对脱磷效果的影响与Na2O正好相反。采用半球点法对CaO-Fe2O3-Na2O-Al2O3无氟脱磷剂进行了熔点测试。 发现以Na2O和Al2O3作助熔剂均可使脱磷剂熔点降至1200℃以下,满足高磷铁水转炉脱磷温度要求。     

含钛高炉渣黏度和熔化性能

基于混料试验中单纯形质心法建立了CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-2%TiO₂渣黏度和熔化性能预测模型,利用预测模型、FactSage和X射线衍射(XRD)研究了不同w(Al₂O₃)含钛炉渣的冶金性能,并探讨了高Al₂O₃炉渣中w(MgO)/w(Al₂O₃)对黏度和熔化性能的影响。结果表明,炉渣黏度和熔化性能预测模型具有较高的精度,误差分别小于5%和2%。随着Al₂O₃质量分数由10%增加至18%,黏度(η)、熔化性温度(t_M)和液相线温度(t_L)均升高;低熔点相黄长石(Melilite)开始析出温度和析出量逐渐增大,高熔点相钙钛矿(CaTiO₃)和低熔点相硅灰石(CaSiO₃)开始析出温度先增大后减小,还析出了少量高熔点相尖晶石。当A...     

Al2O3对酒钢低铝渣黏度的影响及热力学分析

为进一步分析Al2O3含量对低铝渣黏度的影响,以酒钢高炉渣成分为基础,通过试验和FactSage热力学软件分别研究了不同Al2O3含量炉渣的黏度、液相线温度、活度和冷却结晶过程的物相变化。结果表明,在本试验的低铝渣范围内,随Al2O3含量增加,炉渣黏度增大,在1 450 ℃以上黏度低于0.45 Pa·s,炉渣流动性和稳定性良好。Al2O3活度随Al2O3含量的增加而增大,相反,SiO2活度降低也证明炉渣聚合度的增大。炉渣的冷却结晶过程则表明,在液相线温度以上时,炉渣黏度主要与炉渣结构的复杂程度有关;在液相线温度以下时,黏度受液相炉渣结构和固相颗粒含量的共同影响。     

覆铜板废边角料熔炼渣黏度研究

覆铜板废边角料是一种具有明显"高硼低铁"特征的电子废料,为获得适合覆铜板废边角料回收工艺的黏度特性,用分析纯化学试剂配制合成覆铜板废边角料熔炼渣,采用RTW-10型熔体综合物性测定仪测定熔炼渣的黏度,并探索了FeO含量(wFeO)、Fe3O4含量(wFe3O4)、Al2O3含量(wAl2O3)、B2O3含量(wB2O3)及钙硅比(mCaO/mSiO2)等炉渣组成对黏度的影响规律。结果表明,熔炼渣黏度随熔炼温度T、wFeO、wB2O3和mCaO/mSiO2增大而减小;随wFe3O4或wAl2O3增大而增大;在工业生产熔炼温度下(1 100~1 200℃),黏度在0.1~0.5Pa·s之间波动,流动性较好,能满足冶炼要求。     

邯 钢 高 炉 渣 的 熔 化 性 能

 根据邯钢目前高炉的冶炼条件,以现场渣为基准,研究了炉渣碱度、MgO、Al2O3和TiO2含量对炉渣熔化性能的影响。结果表明,随碱度增加,炉渣粘度和熔化性温度先下降后提高。较高的MgO含量可降低炉渣粘度和熔化性温度,提高炉渣流动性。随渣中Al2O3含量增加,炉渣流动性变差。渣中TiO2含量对炉渣粘度和熔化性温度影响不明显。本试验条件下,合理的炉渣组成为：二元碱度为110~115,MgO含量为1119%左右,Al2O3含量为1439%左右,TiO2含量可根据现场原料变化情况而定。     

CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系脱磷行为

利用Factsage软件计算了Al2O3含量对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系熔点和黏度的影响,并通过实验研究了在1 400℃时,CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系对高磷铁水脱磷行为的影响.结果表明:渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间时,随着A12O3含量的增加,渣系的熔化温度迅速降低,进一步增加渣中的A12O3含量,渣系的熔化温度逐渐增加;Al2O3对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系的黏度影响不大;渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间变化时,渣系脱磷能力变化不是很大,脱磷率维持在91％左右,进一步增加渣系中A12O3的量,脱磷率逐渐下降;Al2O3对脱磷率产生影响可能是其改变了炉渣中液相所占比例,进而影响磷从铁水中向液相渣的传质过程.     

CaO-SiO2-FeO-Cr2O3-MgO-MnO渣系物相组成的热力学计算

摘要：在含铬铁水转炉冶炼过程中,Cr很容易被氧化成Cr2O3进入渣中,并与渣中其他成分反应生成高熔点含铬尖晶石。采用FactSage热力学软件计算了CaO-SiO2-FeO-Cr2O3-MgO-MnO转炉渣系在冶炼温度1300～1700℃下的物相组成,研究了Cr2O3、FeO和碱度对炉渣中尖晶石相含量的影响规律。研究结果表明,温度和渣系成分都会影响炉渣的物相组成。渣系中含有Cr2O3时,物相中均含有MgCr2O4、FeCr2O4和MgFe2O4尖晶石相,尖晶石相的总含量随着Cr2O3和碱度的增加而增加,随着炉温的升高而减少。温度为1300～1500℃时,炉渣中尖晶石含量随着FeO的增加而增加;温度为1500～1700℃时,尖晶石含量随着FeO的增加而略有减少。在温度小于1500℃的转炉冶炼前中期,炉渣物相组成中尖晶石相所占比例较大,易造成化渣不良或者炉渣粘稠,影响转炉冶炼工艺的顺行。