应用M-MIVM预测含钛渣系组元活度

 在钢铁冶炼过程中,随着护炉钛材料和含钛铁矿石的应用,大量的含钛炉渣被生产出来。由于缺少多元含钛渣系的热力学数据,限制了钛资源综合利用技术的深入发展。因此,应用改进的分子相互作用体积模型(M-MIVM(FII)),预测了基础渣系Al₂O₃-CaO-SiO₂、FeO-MnO-SiO₂和含钛渣系FeO-MnO-TiO₂、FeO-SiO₂-TiO₂、MnO-SiO₂-TiO₂、Al₂O₃-CaO-FeO-TiO₂中各组元活度,并与试验值比较。结果表明,M-MIVM(FII)的预测值与试验值符合较好,6个体系总的平均相对误差为11%,该精度处于Turkdogan提出的30%以内的试验误差范围; M-MIVM(FII)在参数拟合与活度预测能力方面均优于MIVM,该模型对多元含钛熔渣体系组元活度具有更好的预测效果。在此基础上,应用M-MIVM(FII)预测Al₂O₃-CaO-SiO₂-TiO₂熔体中TiO₂活度,并分析其影响因素。结果表明,TiO₂活度预测值与试验值吻合良好,且随炉渣碱度、Al₂O₃含量的增加而降低,该规律与试验规律相一致。M-MIVM(FII)仅通过拟合子二元系活度或者直接由无限稀活度系数就能够预测多元熔体的热力学性质。     

Al-Mg-Sc合金中组元活度及活度相互作用系数

以 Miedema二元合金生成热模型及 Toop方程为基础 ,利用元素的基本性质 ,计算了 1 0 73K下 Al-Mg- Sc三元合金溶液中组元的活度及组元间活度相互作用系数。结果表明 ,lnγ0Mg=- 0 .0 0 54;εMg Mg=0 .0 0 2 2 ;εSc Mg=εMg Sc=0 .0 2 8;ρMg Mg=- 0 .0 0 1 3;ρSc Mg=0 .0 1 5;ρMg Sc Mg =- 0 .0 75。     

应用变通的Gibbs-Duhem方程求二元渣系中组元的活度

钢铁冶炼中的化学反应主要是渣一铁间的反应。确定化学反应的方向和限度,除要已知化学反应的自由能值外,还需知道参加反应的各组元的化学势,即活度。目前,液态铁相中各组元的活度的问题,在热力学上已基本解决。液态渣相中各组元活度的测定和计算,尤其是近年发展起来的炉外精炼工艺中所采用的渣系中的各组元的活度和脱除产物进入渣相的活度,尚缺乏文献资料。因此,研究渣系中组元的活度对热力学理论和生产实践都是有重     

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.     

精炼合成渣的研制及应用

本文对炼钢厂自行开发的精炼合成渣进行了研究分析，对应用情况进行了总结，并提出了优化改进措施。     

含钒渣系活度计算模型及应用

为研究转炉提钒的热力学,构建FeO-MgO-MnO-SiO_2-V_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2七元渣系活度计算模型.利用此模型研究了影响钒渣中V_2O_3活度的因素,认为降低提钒终点温度,提高炉渣中的氧化铁含量,有利于降低钒渣中V_2O_3活度,提升转炉提钒的效率.通过活度模型计算得到,在低钒铁水和高钒铁水提钒过程中,碳钒临界转化温度分别为1313℃和1376℃.     

有色金属合金体系组元活度研究现状

本文综述了有色金属合金体系组元活度的研究进展,介绍了两种获取合金组元活度的方法,包括模型预测及实验测定。另外介绍了目前广泛应用于合金组元活度预测的热力学模型,以及各模型的特点及应用范围,并对这些模型进行了简要评述。综述了合金体系组元活度实验测定研究进展,可为合金组元活度等热力学性质研究提供理论参考。     

CaO-SiO_2-FeO-MgO-P_2O_5脱磷渣系中组元活度的计算

以促进2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5含磷固溶体生成为目的的转炉非均相渣脱磷技术已被视为减少石灰使用量及提高脱磷效率的重要手段,而目前有关MgO对该含磷固溶体生成影响的研究较少,尤其对CaO-SiO_2-FeO-MgO-P_2O_5渣系中组元活度的变化规律还缺乏深入的认识。为此,本文基于炉渣的分子离子共存理论,建立了各组元的活度计算模型,并重点分析了不同因素对2CaO·SiO_2及3CaO·P_2O_5等组元活度的影响。结果表明:添加MgO易导致渣中2CaO·SiO_2活度的降低,不利于2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5固溶体的生成;随着FeO含量的增大,渣中2CaO·SiO_2及3CaO·P_2O_5的活度均降低,易导致2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5固溶体的生成量减少;当炉渣碱度增大时,3CaO·P_2O_5的活度逐渐降低,而2CaO·SiO_2的活度则呈先升高后降低的趋势;温度对炉渣中各组元活度的影响不显著。     

CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2精炼渣组分活度热力学研究

为探索精炼渣-钢液-夹杂物三者之间的热力学平衡关系,采用Factsage热力学计算软件对GCr15轴承钢CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2精炼渣系各组分活度进行计算。结果表明:1600℃温度下,wMgO=5%时,aAl_2O_3、aCaO、aMgO及aSiO_2的范围分别为0.003~0.04、0.35~0.9、0.49~0.9、0.00008~0.0005,活度波动范围比较大。随着MgO含量增加,精炼渣系的液相区域有所减少,各组分活度波动范围明显减小。当wMgO=10%时,在高碱度范围内,降低碱度、增加Al2O3含量可增大aAl_2O_3,增加碱度及降低Al_2O_3含量可增大aCaO、aMgO和aSiO_2。与试验结果对比,应用热力学软件计算精炼渣的活度是可行的。     

大包精炼渣及熔剂

据"Ironmaking and steelmaking" Vol 12,№ 2,1985报道:E、T.特克多根等人对与铁水和钢水大包反应有关的渣—金平衡进行了估计。提出了与钢水脱氧、脱硫、降低氧、硫残留含量有关的铝酸钙和硅铝酸盐的平衡数据。证实了在萤石熔融渣中CaF_2对     

四元渣系CaO-FeO-SiO2-V2O3的活度模型及应用

根据分子离子共存理论建立了CaO-FeO-SiO2-V2O3四元渣系活度计算模型.计算结果表明,渣中V2O3的活度系数与实测值吻合.V2O3活度系数的影响因素主要为炉渣碱度和渣中氧化铁含量.冶炼含钒合金钢时,钒的收得率主要与冶炼钢种成分、炉渣成分和渣量有关,其中炉渣氧化铁的活度和渣量对钒的收得率影响显著.对于钒铁、V2O5和钒渣等合金添加剂用于冶炼含钒合金钢的计算表明,钒铁收得率最高,而钒渣的收得率最差,且只能用于冶炼微钒合金钢种.     

精炼渣铁水脱硫理论分析及应用

通过对精炼渣利用曼内斯曼指数、脱硫分配系数以及热动力学条件三个方面分析精炼渣脱硫能力,并实践跟踪,不同类型的精炼渣对铁水脱硫存在一定差异,为精炼渣循环利用奠定理论基础。     

五元精炼渣系熔化温度的研究

利用正交实验的方法对CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO-CaF₂精炼渣的熔点进行了研究。经过方差分析和显著性检验,得出该五元精炼渣系的最佳组成为:25%Al₂O₃、12%CaF₂、7%MgO、R2(CaO/SiO₂)=2.5。并用SPSS软件回归出了可信度高的组分与精炼渣熔化温度之间的数学关系式:T_m=1 451.3-6.25CaF₂-7.36R₂。     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3系精炼渣的活度计算模型

精炼渣系对钢中夹杂物的演变与去除有着重要影响,渣金反应导致铝脱氧钢中大量形成MgO-Al_2O_3夹杂物,危害钢材的表面质量与疲劳性能.为了降低渣中MgO的反应性,文中依据分子离子共存理论,建立了CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3系精炼渣的活度计算模型,利用该模型,计算分析了渣中MgO含量、SiO_2含量、CaO/Al_2O_3和CaO/SiO_2对渣中MgO活度的影响规律.结果表明,增加Si O2含量可显著降低MgO活度.当MgO含量为10%时,控制CaO/Al_2O_3小于1和CaO/SiO_2小于0.6可有效降低MgO活度.     

CaO-SiO2-FeO-P2O5-MnO脱磷渣系中组元活度的计算

依据分子离子共存理论建立了CaO-SiO2-FeO-P2O5-MnO脱磷渣系组元的活度计算模型,并对影响2CaO·SiO2-3CaO·P2O5含磷固溶体生成的组元活度变化规律进行了分析.结果表明:在渣中添加MnO会降低2CaO·SiO2和3FeO·P2O5等组元的活度,从而抑制含磷固溶体的生成;随着熔渣碱度的增大、w(FeO)的增加及温度的提高,2CaO·SiO2的活度均呈先升高后降低的趋势,因此,过高的碱度、w(FeO)及温度均不利于2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固溶体的生成.     

基于遗传算法的MIVM预测合金溶液组元活度

在求解分子相互作用体积模型(MIVM)中的分子对位能参数B(ij),B(ji)时,为避免出现计算超量问题,基于遗传算法,提出了一种新算法--多个体参与交叉遗传算法,并给出了新算法的实现方案.在新算法中,采用了轮盘选种法与优秀个体保存、多个体参与交叉和多点变异等策略;选择B(ij),B(ji)个体时,按照适应度函数值愈大,个体被选中的概率愈大的原则,选择二元合金溶液中一组元活度的计算值与实验测定值之间偏差(σ)建立的适应度函数f(x)最大为优化目标.采用Matlab软件编制新算法下的B(ij),B(ji)计算程序,并分别求算了Cd-Bi,Cd-Pb,Cd-Sn,Bi-Pb,Bi-Sn,Pb-Sn等6组二元合金溶液在773 K下合金溶液的参数B(ij),B(ji)优化值.由B(ij),B(ji)计算优化值和其他一些资料数据,使用MIVM进一步预测773 K下Cd-Bi-Pb,Cd-Bi-Sn,Cd-Pb-Sn,Cd-Bi-Pb-Sn多元合金溶液中组元Cd的活度,模型预测值与实验测定值之间的相对误差低于4.6%,偏差低于0.022,两者吻合很好.结果表明,所提出的多个体参与交叉遗传算法为求解MIVM中的参数B(ij),B(ji)提供了一种有力工具,从而也能提高MIVM对多元合金溶液中组元活度的预测效果.     

精炼热态渣循环应用实践

介绍了LF精炼热态渣在转炉炼钢厂的循环应用情况,分析对比精炼渣循环利用前后电极消耗、电量消耗、辅料消耗、脱硫能力、钢水回收量等生产数据后表明,精炼渣循环利用后的钢水回收量比原工艺多了1.175t/炉,电极消耗降低0.08kg/t,电耗降低7.7kW·h/t,石灰降低6.12kg/t,萤石降低1.65kg/t,同时促进了精炼快速成渣,缩短了精炼处理周期,保证了精炼钢水的质量。