A Thermodynamic Model for Prediction of Iron Oxide Activity in Some FeO‐Containing Slag Systems

A thermodynamic model for calculating the mass action concentrations of structural units in CaO–SiO₂–MgO–FeO–MnO–Al₂O₃–CaF₂ slags, i.e., the IMCT‐N_i model, has been developed based on the ion and molecule coexistence theory (IMCT). The calculated comprehensive mass action concentration of iron oxides $N_{{\rm Fe}_{t} {\rm O}} $ has been compared with the reported activity of iron oxide $a_{{\rm Fe}_{t} {\rm O}} $ in 14 FeO‐containing slag systems from literatures. The good agreement between the calculated $N_{{\rm Fe}_{t} {\rm O}} $ and reported $a_{{\rm Fe}_{t} {\rm O}} $ indicates that the developed IMCT‐N_i model can be successfully applied to predict the activity of iron oxide $a_{{\rm Fe}_{t} {\rm O}} $ as well as the slag oxidation ability of CaO–FeO (s1), SiO₂–FeO (s2), CaO–SiO₂–FeO (s3), CaO–FeO–Al₂O₃ (s4), SiO₂–MgO–FeO (s5), SiO₂–FeO–Al₂O₃ (s6), CaO–SiO₂–FeO–Al₂O₃ (s7), CaO–SiO₂–MgO–FeO–Al₂O₃ (s8), SiO₂–FeO–MnO (s9), SiO₂–FeO–MnO–Al₂O₃ (s10), FeO–MnO (s11), FeO–MnO–Al₂O₃ (s12), CaO–FeO–CaF₂ (s13), and CaO–SiO₂–FeO–CaF₂ slags (s14) in a temperature range of 1473–1973 K.     

Bi5Ti3FeO15薄膜的结构和多铁性研究

采用脉冲激光沉积的方法, 在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上生长Bi₅Ti₃FeO₁₅ (BTFO15)多铁性薄膜, 并对其结构、磁性、铁电性、铁电畴等进行了研究。通过X射线衍射、扫描电镜以及高角环形暗场像-扫描透射电镜测试, 结果表明, 薄膜具有高结晶度和完美层状晶格结构, 两层Bi原子层紧密堆积, 两层Bi₂O₂之间有三层Bi层和三层Ti(Fe)O₆八面体层, 构成三明治结构; 在室温下的磁滞回线和电滞回线证实了弱铁磁性和铁电性的共存; 采用压电响应力显微镜研究了薄膜的畴结构, 在面内和面外分别施加±3 V和±10 V的电压, 观测到了畴反转。这些研究结果对理解多铁性材料的微观结构和宏观特性的相互调制有重要意义。     

低碳钢表面FeO层空气条件下等温转变行为的研究

采用热模拟试验机研究了不同温度和等温时间条件下低碳钢表面形成的FeO层的等温转变行为。试验结果发现,在600℃时,FeO只发生先共析反应而无共析反应发生。在650℃时,无任何析出反应发生。FeO层的等温转变遵循着"C"曲线规律,450~550℃为FeO分解反应的"鼻尖"温度范围。FeO的等温转变分为两个阶段,即析出先共析Fe3O4的第一阶段和后续发生的共析反应(FeO→Fe+Fe3O4)阶段。在350℃时形成的共析反应产物的片间距最小。通过热力学分析和FeO层中氧的贫化与富集分别解释了FeO的先共析和共析反应行为。     

影响转炉脱磷的因素分析

主要从转炉脱磷的理论分析入手,探讨炉渣碱度、（FeO）含量和冶炼过程温度对磷含量的影响及回磷的原因、影响因素及防止措施等。同时指出应控制炉渣碱度、（FeO）含量、终点温度在合理范围内,并应重视钢水回磷问题。     

影响烧结矿转鼓强度的因素研究

为进一步提高烧结矿转鼓强度,烧结厂针对影响烧结矿转鼓强度的各个因素,如:褐铁矿、磁铁矿、返矿的配比,碱度,烧结矿MgO、FeO含量,以及铝硅比等,进行了试验研究,探讨在现有的原料条件下,各个因素的优化控制措施。     

（急）FeO@C/MAX复合材料的制备及电化学动力学研究

以α-Fe2O3@C作为碳源,与钛粉和铝粉一同进行高温煅烧,制备FeO@C/MAX复合材料(FCM)。采用XRD、SEM等表征了不同Ti/C比、Al/C比制备的FCM的结构、组成及形貌变化,通过电化学测试进行动力学分析,定量计算FCM的赝电容占比,并推测出FCM可能的电荷储存机理。结果表明,随着Ti/C比以及Al/C比增加,FCM中MAX相(Al2Ti4C2-Ti3AlC2混合物)的含量增加,且α-Fe2O3转变为不稳定的FeO。根据电化学测试,当Ti、Al、C的摩尔比为3:1:2时,在10mV/s扫速下FCM的比电容最大为168.37F/g,约为α-Fe2O3的8倍。动力学分析表明,FCM中存在的MAX相在电化学中发生氧化还原反应,为粒子的快速电子输运提供了条件,增加了FCM赝电容的占比,其中FCM-312在10mV/s的扫速下赝电容占比为22.12%。     

FeO对低钛烧结矿性能的影响

以宣钢烧结配矿为基础,采用微型烧结和烧结杯试验研究FeO对低钛烧结矿性能的影响。研究结果表明:在烧结过程中FeO对烧结矿质量影响较大。随着烧结料中FeO含量的增加,烧结矿的同化性温度降低,黏结相强度呈升高趋势,液相流动性指数先升高后降低。烧结杯试验验证,烧结矿的转鼓指数随着FeO含量的增加而升高,与烧结料中FeO对烧结矿基础性能的影响规律吻合。混矿中FeO含量控制在14.43%~16.19%时,烧结矿质量最优。合理控制烧结矿中FeO含量,运用烧结料中FeO对烧结矿的影响规律,对综合利用矿石资源和优化烧结配矿有重要意义。     

高炉粉尘造泡沫渣过程中FeO还原动力学的研究

为了循环利用高炉粉尘,研究了用宝山钢铁股份有限公司高炉粉尘与沥青焦粉混合后加入电弧炉造泡沫渣过程中FeO的还原动力学。结果表明,随粉尘加入量的增加和温度的升高,FeO的还原速率加快;用固体碳还原渣中FeO的反应为表观二级反应,其表观活化能为276kJ／mol;用固体碳还原渣中FeO的反应总速率由CO还原FeO的界面化学反应和炉渣的流动传质共同控制。     

冷轧搪瓷钢搪烧后氧化铁皮剥落原因分析

潮湿环境下服役的热水器内胆，其外层致密附着的氧化铁皮能对钢基体起到保护作用，而外层氧化铁皮的不连续性剥落，易引起局部腐蚀，降低整个内胆使用寿命。对热水器内胆外层氧化铁皮进行分析，结果表明造成内胆外层氧化铁皮剥落的原因是搪瓷钢热轧原料卷表层粗晶遗传，导致冷轧搪瓷钢板表层粗晶，局部存在的表层粗晶在潮湿大气环境下高温搪烧，其氧化铁皮结构中，较疏松的FeO层较厚，在冷却过程中，应力作用发生裂纹扩展，造成氧化铁皮剥落。