Al 脱氧弹簧钢钙处理过程中铝酸钙硫化物析出热力学分析

通过钢液与夹杂物间的热力学平衡计算,对Al脱氧弹簧钢钙处理过程中铝酸钙硫化物的析出行为进行热力学分析,探讨[Al]、[Ca]、[S]浓度和钢液温度对Al2O3夹杂物变性行为的影响。结果表明,1600℃钢液温度下,w[Al]＝0．03％时,Al2O3生成为低熔点12CaO ·7Al2O3时的 w[Ca]＞0．0034％,其值随钢液温度降低而减小,随铝含量增大而增大。CaS析出时的临界钙含量随钢液温度降低而显著减小,当w [S ]＜0．005％时,w[Ca]随w[S]变化而显著变化。要使钢中夹杂物控制在低熔点12CaO ·7Al2O3区域,需控制w [S]＜0．0037％,该值随钢液温度的降低或铝含量的增大而减小。     

510L汽车大梁钢精炼渣系的脱硫研究

采用二次正交回归法,探索精炼渣内不同物质对熔化温度、粘度和脱硫率产生的影响.研究结果表明,BaO含量提高,熔化温度减小,至12％左右持续平缓;当2＜CaO/Al2O3 ＜2.6时,熔化温度上升,2.5左右达到峰值.当2.6＜ CaO/Al2O3＜4时,熔化温度减小;Si02含量提高,熔化温度加大,在w(SiO2)为12％左右加速上升.当0＜ w(BaO) ＜15％时,粘度变小,w(BaO)为12％左右曲线斜率接近零;当2＜CaO/Al2O3＜4时,粘度升高;当10％＜w(SiO2) ＜20％时,粘度升高,至w(SiO2)达14％左右,精炼温度图像斜率稍有增加.当0＜w(BaO)＜15％时,脱硫率先增加后降低;脱硫率随CaO/Al2 O3比值增加,先升后降,在该比值为2.6左右最高;脱硫率则随SiO2含量的提高逐渐降低.     

喷射水泥中C11A7·CaF2与C4A3S含量的计算

推导出了一组计算熟料中11CaO*7Al2O3*CaF2和3CaO*3Al2O3*CaSO4含量的公式.根据公式,可以通过调整硫氟比和配料中CaO,SiO2,Al2O3及Fe2O3的含量,使熟料中形成的11CaO*7Al2O3*CaF2和3CaO*3Al2O3*CaSO4的量以及二者的比例达到设计值.在实验过程中,运用公式计算出的11CaO*7Al2O3*CaF2和3CaO*3Al2O3*CaSO4的含量,与熟料的X-射线衍射目估半定量分析值相比,偏差量仅为(±1.0),证明了这种计算方法的简便性和准确性.     

CaO-SiO2-FeO-P2O5渣系中各组元的活度计算

根据熔渣分子和离子共存理论,建立了CaO-SiO2-FeO-P2O5渣系的活度计算模型.利用该模型对渣中各组元的活度进行了计算,并分析了w(FeO)和w(CaO)/w(SiO2)对渣中组元活度的影响.结果表明,在1 300℃下,CaO-SiO2-FeO-P2O5渣系中活度较高的组元是FeO、CaO·SiO2、2CaO·SiO2和3FeO·P2O5.当w(FeO)小于15%时,随着w(FeO)的增加,渣中2CaO·SiO2和3FeO·P2O5的活度不断升高,3CaO·P2O5活度降低.当w(FeO)大于15%时,随着w(FeO)的增加,渣中2CaO·SiO2和3FeO·P2O5的活度逐渐降低,而FeO的活度则不断升高.当w(CaO)/w(SiO2)小于1.5时,2CaO·SiO2的活度随碱度的增大而升高,3FeO·P2O5的活度变化不大.当w(CaO)/w(SiO2)大于1.5时,随炉渣碱度的增大,2CaO·SiO2和3FeO·P2O5的活度降低,而3CaO·P2O5的活度升高.     

红柱石化学物相分析

红柱石属蓝晶石族矿物，化学成分为Al2O3·SiO2是优质耐火材料，也可做陶瓷、绝缘体等材料。本文研究了红柱石的分离测定条件。确定用HF—HCl-HNO3为选择性溶剂，冷浸16小时，过滤，测定残渣中Al2O3的量，以确定红柱石的含量。在此条件下，绝大部分伴生的硅铝酸盐矿物和铁矿物皆被溶解分离。红柱石溶解率8％，用系数校正。铁铝石榴子石溶解率36．3％，测定铁，据铁铝石榴子石中Al2O3／Fe2O3比，算出Al2O3的量而扣除。     

基于气悬浮法的CaO-Al_2O_3玻璃析晶动力学及结构起源

利用气悬浮法制备了CaO-Al2O3二元体系钙铝玻璃。基于DSC测试数据,采用Matusita方程对制得的CaO-Al2O3玻璃进行了析晶动力学的研究,并通过Raman、NMR和XRD等方法探索了玻璃析晶特性的结构起源。结果表明:12CaO·7Al2O3和CaO·2Al2O3呈整体析晶,分别是因为[AlO4]四面体网络解聚程度高和出现不稳定的五配位Al3+导致结构容易发生重排。CaO·Al2O3析晶活化能最大(E=1 064kJ/mol),呈表面析晶,是因为[AlO4]四面体连接紧密,析出晶相与母相化学组成相差大,结构难以发生重排,需要借助表面发生异相成核。     

提高高铝钢可浇性工艺技术研究

为了提高高铝钢可浇性,在转炉出钢及LF精炼过程对钢包渣进行改质处理,连铸采用专用高铝钢保护渣,中间包采用塞棒吹氩＋密封圈等水口防堵工艺。工艺试验结果表明,夹杂物组成可控制在12CaO·7Al2O3、3CaO·Al2O3低熔点组成区域,浇铸时长为4.5~6h时,液面状况正常,无结团,渣条较少且无硬渣条,铸坯表面质量优良,连续浇铸炉数不低于6炉。     

Li2O对CaO-SiO2-Fe2O3-MnO2-MgO-P2O5系钢包渣变性处理的实验研究

为控制钢包中钢水回磷和进行炉外脱磷,以Li2O作变性剂替代CaO-SiO2-Fe2O3-MnO2-MgO-P2O5系中部分CaO,研究了Li2O对渣系的熔化性能、粘度和脱磷能力的影响。结果表明,在控制渣系组成为：w(CaO Li2O)w(SiO2)=2.5,w(Li2O)=15%,w(Fe2O3 MnO2)=7%,w(P2O5) ≤3％的条件下,该渣系熔点低、粘度适中且脱磷能力强,能够对钢水进行钢包中的脱磷处理和回磷控制。     

电熔再结合镁铬砖的精炼渣浸实验

用试样旋转法在1600℃下实验研究了CaO－SiO2－Al2O3－MgO－CaF2（3％）型精炼渣组成对电熔再结合镁铬砖的侵蚀影响．结合渣浸试样的电镜分析，结果表明，随渣碱度（CaO／SiO2）的增大，试样的侵蚀增加；碱度大于1．8时，试样在冷却过程中粉化．由于尖晶石保护层的生成，渣中Al2O3含量的增加能沽少侵蚀．随渣中MgO含量的增加，试样的侵蚀减少，在此基础上，讨论了对提高镁铬砖炉衬有利的炉外精炼造渣制度．     

LF炉精炼渣资源化特性

采用化学成份分析、XRD,SEM,EDS对LF炉精炼渣资源化特性进行检测、分析。结果表明：LF炉精炼渣中w（Al2O3）=20％-40％。主要存在两个含铝矿物相C12A7,C3A。其中：C12A7为基底相,C3A呈中心对称的条索状三维结构,易于机械单体解离,便于选矿分离利用。此外,LF炉渣中w（f-CaO）〈10％,w（C3A）=21．67％,w（C12A7）=58．67％,C12A7相中w（Al2O3）=78．86％。LF炉精炼渣活性较高,极易通过化学手段将原有结构破坏,无需煅烧,可直接进行酸碱处理提取AlO3。     

化学镀法制备Ni—P／Al2O3特种陶瓷及性能

采用化学镀方法在平均粒径为200nm的Al2O3粉体表面镀覆Ni-P合金,制备出了Ni-P／Al2O3复合粉体,再利用无压烧结将此种复合粉体制备成氧化铝基特种陶瓷。这一方法不仅降低了烧结温度,也进一步提高了陶瓷的性能,尤其是在提高韧性方面。结果表明,粉体镀层为晶态,主要由NiP2相和NiP相组成,镀层中含镍量为9．32％,含磷量为2．38％。为低磷合金镀层,制备特种陶瓷所需的烧结温度由制备单一氧化铝陶瓷所需的1700℃降低至1350℃;断裂韧性也从单一Al2O3陶瓷的3．0MPa·m^1/2提高到6．91MPa·m^1/2,增加了130．3％;耐磨性与纯氧化铝陶瓷相当。     

Characterization of semi-coke generated by coal-based direct reduction process of siderite

Solid wastes derived from metallurgical industries pose a significant threat to environment. The utilization and disposal of these solid wastes are the major concern in the world. Semi-coke generated in coal-based direct reduction process of iron ore is a by-product and its suitable utilization is not available so far. In order to handle it properly, the characteristics of this by-product were comprehensively investigated. A series of analysis methods were used to demonstrate its mineral compositions, petrography and physico-chemical properties. The results reveal that the semi-coke has poor washability. The fixed carbon content of semi-coke reaches 76.11% and the gross calorific value is 28.10 MJ/kg, both of which are similar to those of traditional sinter coke breeze. Also, semi-coke ash possesses lower content of SiO2, Al2O3, S and higher content of CaO and MgO, which could improve the strength of sinter ore when partially substituting for coke breeze in sintering. Semi-coke features well-development porous structure and higher reaction activity, which predicts that the sintering speed could be elevated to some extent when employing it as a partial replacement of coke breeze, so the studies further suggest that the potential adverse effect of the high reactivity on sintering process could be weakened by adequately coarsening the semi-coke's particle size.     

铝硅比对白云鄂博铁精矿烧结液相流动性的影响

运用红外线微型烧结法对白云鄂博铁精矿烧结液相流动特性进行研究。通过在烧结原料中添加纯化学试剂研究不同Al2O3与SiO2含量之比对烧结液相流动性的影响。结果表明,Al2O3含量的增加虽然促进了烧结液相量的增多,但同时提高了液相的粘度,随着铝硅比的增加烧结试样的液相流动性降低。通过对试样气孔大小的对比,揭示了烧结过程中气孔形成与烧结矿液相流动特性的关系,粘度是控制气孔形成的重要因素。气孔的形成过程伴随着液相在气孔壁上的物理化学反应,气孔直径减小使烧结试样液相流动性变差。     

Transformation toughening of Al2O3/ZrO2 laminated ceramics with residual compressive stress

With the help of scanning electronic microscopy and X-ray diffraction, the relationships of microstructure characteristics, phase assemblage, and fracture micrograph of Al2O3/ZrO2 laminated ceramics were studied. Compared with monolithic Al2O3/ZrO2 ceramics, the existence of surface compressive stresses greatly restrained the growth of ZrO2 and Al2O3 grains at high sinter tem- perature, fined the grain size, and increased the content of metastable t-ZrO2, which made the fracture transformation energy quantity 70% higher than that of the monolithic ceramics. The trans-granular and inter-granular fracture features were observed in the surface and center layers, which further verified that transformation toughening is the main mechanism, whereas, micro-crack toughening is helpful for enhancing fracture toughness.     

污泥陶粒的性能特征与烧制工艺

为了探索污泥烧制陶粒的新方法,在系统分析污泥理化性质的基础上,研究污泥陶粒的制备工艺及性能.结合污泥低温干化的技术特点,建立污泥干化与陶粒烧制一体化的工艺流程.研究结果表明,污泥的Al2O3和Na2O+K2O质量分数在可用于烧制陶粒的化学组成范围内,SiO2的质量分数接近于48%的下限值,具备烧制污泥陶粒的基本条件;污泥陶粒的抗压强度随着表观密度的增加而增大,烧制温度对污泥陶粒的抗压强度和表观密度产生明显影响,在1 075 ℃时烧制的污泥陶粒具有最大的抗压强度（71.7 MPa）和表观密度（2.45 g/cm3）,污泥陶粒的吸水率随烧制温度的增加而减小.     

圆柱形微波多模烧结腔烧结Al_2O_3陶瓷的性能

应用微波加热技术进行高纯Al2O3陶瓷烧结是一种理想的选择.本文使用一种新型的圆柱形微波多模烧结腔体进行了Al2O3陶瓷的烧结研究,该设备可在短时间内达到较高的烧结温度,并能实现坯体的整体烧结.分别对纯Al2O3粉体和Al2O3/MgO混合粉体进行了烧结实验,结果表明,添加MgO作为助烧剂烧结得到的陶瓷试样的相对密度高于纯Al2O3粉体烧结得到的陶瓷试样,在1 700℃下保温40 min,其相对密度可以达到理论密度的97.8%,维氏硬度达22.3 HV/GPa.从SEM图中可观察到试样微观结构良好,晶粒大小均匀,致密化程度高.     

Fe/Al2O3纳米复合材料的结构和磁性

采用溶胶-凝胶法制备了复合材料Fe2O3/Al2O3,将其在氢气中还原得到了纳米复合材料Fe/Al2O3。利用X-ray衍射、Mssbauer效应和振动样品磁强计对样品的结构和性质进行了研究,结果表明,Fe2O3含量对样品的还原过程及结构和性质有明显的影响。随Fe2O3含量的增加,还原后样品中α-Fe的晶粒尺寸变大,样品的比饱和磁化强度增加,矫顽力减小。Mssbauer效应结果显示,在一些样品中存在超顺磁现象和FeAl2O4相。     

原位合成Al_2O_3/FeAl复合材料的组织与性能

利用Fe-Al-Fe2O3体系的放热反应,原位热压合成了Al2O3/FeAl复合材料.借助XRD和SEM等研究了复合材料的物相组成和显微结构,以及Al2O3生成量对复合材料显微结构和力学性能的影响.结果表明:经1 250℃保温1.5h热压烧结的块体材料主要由FeAl及少量Al2O3相构成,FeAl基体为片层结构,增强相Al2O3分散在基体和晶界处.随着Al2O3含量的增加,基体晶粒尺寸明显减小,同时对材料起增强增韧作用.在Al2O3含量为1.2wt%时,试样的抗弯强度达到最大值1 329.22MPa;在Al2O3含量为0.8wt%时,试样的断裂韧性达到最大值29.95MPa·m1/2.此值正好处于金属与陶瓷材料性能链的断缺处.因此,本研究结果对于完善材料性能体系具有重要意义.     

氟对烧结矿高温冶金性能的影响

结合饮钢生产实际，通过脱碱和浸碱实验，研究了氟对烧结矿高温冶金性能的影响。结果表明：氟不仅有自身的危害作用，不有促进钾，钠挥发的作用。当钾，钠，氟同时存在时，将严重降低结矿的软熔温度，并造成早软化，晚滴落现象。     

ZnO导电陶瓷的制备及电性能研究

采用注浆成型法制得ZnO导电陶瓷 ,通过添加Al2 O3、Cr2 O3、Fe2 O3、La2 O3,探讨了各添加剂对ZnO陶瓷电性能的影响。结果表明 ,聚丙烯酸胺 (PMMA)是ZnO粉体良好的分散剂 ,其质量分数在 0 3%时可得到低粘度、高固含量的ZnO悬浮体。各种氧化物添加剂的添加量对ZnO陶瓷的室温电阻率及电阻温度特性具有较大的影响。随着Al2 O3添加量的增加 ,ZnO陶瓷体的电阻率先略微减小然后增大 ;添加Cr2 O3与添加Al2 O3的效果相反 ;随着Fe2 O3、La2 O3添加量的增加 ,ZnO陶瓷体的电阻率增大。添加Al2 O3、Cr2 O3、Fe2 O3、La2O3的ZnO陶瓷呈现负电阻温度特性。