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炉渣结构的共存理论在多元渣系上的应用

有色金属（冶炼部分） 1993年第1期 14-20页

作者：张鉴北京科技大学 100083

简要介绍炉渣结构的共存理论。并列出共存理论的应用题例,根据共存理论可以证明:(1)K'Mn=Nmno/NFeo/〔%Mn〕与碱度改变无关,在一定温度下衡定不变:(2)用NFcto=NFco+6Ne2o3+8NFe2o4表示的多元炉渣氧化能力与实测aFeto相当符合;(3)多元渣... 详细信息

简要介绍炉渣结构的共存理论。并列出共存理论的应用题例,根据共存理论可以证明:(1)K'Mn=Nmno/NFeo/〔%Mn〕与碱度改变无关,在一定温度下衡定不变:(2)用NFcto=NFco+6Ne2o3+8NFe2o4表示的多元炉渣氧化能力与实测aFeto相当符合;(3)多元渣系中不向碱性氧化物的脱硫能力是不同的,用下式计算的L_(?)=8(KcasNcao+KMg2·NMgo+KPcsNFeo)∑n/〔%0〕也与实测值符合。

关键词：炉渣结构共存理论多元渣系碱度

As和MgO的加入对铜冶炼渣中砷玻璃化的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 2020-2033页

作者：金哲男王保仁杨洪英赵前飞符岩东北大学多金属矿生态冶金教育部重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

研究FeO−SiO_(2)−Fe_(2)O_(3)−B_(2)O_(3)−CaO−Al_(2)O_(3)−(MgO)体系铜冶炼渣中砷(As)的玻璃化。通过XRD、SEM、FTIR和XPS分析手段系统地研究As玻璃化机制。结果表明,As与铁硅酸盐炉渣表现出良好的相容性。FTIR和XPS分析结果表明,As可以部分替代硅形成Si—O—As结构,从而提高熔体的聚合度。[BO_(3)]^(3−)结构单元随着As含量的增加而趋于减少,而加入MgO后则观察到相反的行为。此外,MgO增加了熔体的非桥氧数量(NBO)。TCLP、SPLP和pH依赖性测试结果表明,As的浸出毒性随着As含量的增加而增加,但随着MgO的加入而降低。DSC分析结果表明,As和MgO的加入均可以改善含As玻璃的热稳定性。

关键词：玻璃化砷氧化镁铜冶炼渣炉渣结构

TiO_(2)对含氯高炉渣黏度和热力学性质的影响

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钢铁研究学报 2024年第1期36卷 13-21页

作者：邢相栋王宇星郑建潞惠佳豪吕明西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

为了探明TiO_(2)含量变化对含氯高炉渣黏度特性的影响,以CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-CaCl_(2)-TiO_(2)渣系为研究对象。采用旋转柱体法研究了含氯高炉渣黏度的变化规律,并基于炉渣极值放热量(EHRS),定量分析了含氯高炉渣的热稳定性。... 详细信息

为了探明TiO_(2)含量变化对含氯高炉渣黏度特性的影响,以CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-CaCl_(2)-TiO_(2)渣系为研究对象。采用旋转柱体法研究了含氯高炉渣黏度的变化规律,并基于炉渣极值放热量(EHRS),定量分析了含氯高炉渣的热稳定性。同时,结合傅里叶红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(RS)分析结果,揭示了TiO_(2)对含氯高炉渣微观结构演变的影响机制。结果表明:TiO_(2)含量升高,炉渣黏度降低;炉渣热容、焓变呈下降趋势,但EHRS的变化规律与之相反。TiO_(2)质量分数增加至5%,EHRS由13.413kJ升高至15.172kJ,炉渣热稳定性提高。同时,炉渣中简单结构单元Q^(0)和Q^(1)含量升高,复杂结构单元Q2和Q3含量逐渐减少。TiO_(2)破坏了炉渣内部复杂硅酸盐四面体结构,降低了硅酸盐网络的聚合度。

关键词：含氯高炉渣黏度炉渣极值放热量炉渣结构

TiO_(2)对高铝高炉渣性能和结构的影响研究

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钢铁钒钛 2022年第2期43卷 118-124页

作者：闫华刘华军陈布新扈玫珑重庆惠能标普科技有限公司重庆401121 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

随着国内各钢铁企业高炉配加经济性较高的高铝原料的增加,炉渣中Al_(2)O_(3)含量增加,渣铁流动性变差,给高炉冶炼带来一系列问题。以CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-TiO_(2)五元渣系为研究对象,通过相图理论计算结合试验研究和炉渣结构分... 详细信息

随着国内各钢铁企业高炉配加经济性较高的高铝原料的增加,炉渣中Al_(2)O_(3)含量增加,渣铁流动性变差,给高炉冶炼带来一系列问题。以CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-TiO_(2)五元渣系为研究对象,通过相图理论计算结合试验研究和炉渣结构分析,研究了高铝渣中不同TiO_(2)含量(低钛:5%,中钛:15%,高钛:25%)对高铝高炉渣黏度、熔化性温度的影响,并通过炉渣结构研究解析了影响炉渣物化性能的原因。结果表明:固定碱度R_(2)为1.25,TiO_(2)质量分数增加至25%过程中,炉渣熔化温度先下降后增高,当TiO_(2)质量分数为7%时,炉渣液相析出相由斜长石类的钙铝硅酸盐(Ca_(2)Al_(2)SiO_(7))转变为高熔点钛酸钙(CaTiO_(3)),其熔点为1975℃,炉渣熔化温度增加;TiO_(2)含量由低钛5%增加至高钛25%时,炉渣黏度和熔化性温度均降低。温度越高,炉渣流动性越好,渣中TiO_(2)以[TiO6]8-八面体结构存在,可使渣中复杂硅氧网状结构解体;TiO_(2)含量由5%增加至25%时,炉渣中复杂结构单元Si(Q^(2)+Q^(3))的含量降低,简单结构单元Si(Q^(0)+Q^(1))的含量升高,Si(Q^(2)+Q^(3))/Si(Q^(0)+Q^(1))降低,炉渣结构简单化,即炉渣中无论是在低钛、中钛、还是高钛含量,TiO_(2)在炉渣中起炉渣修饰子作用,对降低炉渣黏度、改善炉渣流动性有积极作用,可作为高铝冶炼调控手段之一。

关键词：高铝高炉渣 TiO_(2) 理化性能炉渣结构

TiO_(2)和碱度对CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-Cr_(2)O_(3)-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)渣系黏度和结构及氧化铬溶解度的影响

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有色金属科学与工程 2024年第3期15卷 332-341页

作者：佟志芳王佳兴许聪聪谢肇勋江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

为了更多地利用不锈钢渣制备微晶玻璃来固化渣中的Cr,本文系统研究了不同TiO_(2)和碱度对CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-Cr_(2)O_(3)-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)渣系中Cr_(2)O_(3)的溶解度和渣系黏熔特性的影响。利用熔体物性综合测试仪、XRD... 详细信息

为了更多地利用不锈钢渣制备微晶玻璃来固化渣中的Cr,本文系统研究了不同TiO_(2)和碱度对CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-Cr_(2)O_(3)-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)渣系中Cr_(2)O_(3)的溶解度和渣系黏熔特性的影响。利用熔体物性综合测试仪、XRD和拉曼光谱分析仪探明在不同TiO_(2)含量(4%~10%)及不同碱度(C/S=0.5、0.75、1)下,渣系黏度、物相组成和结构的变化规律。结果表明,随着TiO_(2)含量和碱度的增加,Cr_(2)O_(3)在渣样中的溶解度增加,黏流活化能下降,渣系黏度也随之降低。与增加TiO_(2)相比,增加碱度更能有效降低渣系黏度。TiO_(2)含量和碱度的增加使渣中Q^(0)和Q^(1)结构单元数量增加及Q^(3)减少,简化了硅酸盐网络结构单元,降低了渣系黏度。同时,也阻碍了含铬尖晶石的结晶,增加了Cr_(2)O_(3)在渣样中的溶解度。

关键词：二氧化钛黏度炉渣结构不锈钢渣拉曼光谱

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CaO-SiO_(2)-MgO-Al_(2)O_(3)-TiO_(2)-CaCl_(2)渣系粘流特性研究

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钢铁钒钛 2024年第1期45卷 145-151页

作者：乔军强王振飞潘月军邢相栋张建良徐润生国能集团神东集团有限责任公司内蒙古鄂尔多斯719315 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

炉渣的粘流特性与高炉的稳定顺行密切相关。研究了含氯高钛渣(CaO-SiO_(2)-MgO-Al_(2)O_(3)-TiO_(2)-CaCl_(2))的粘度和熔化性温度,并采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)分析其结构演变。结果表明,氯元素的加入可以降低炉... 详细信息

炉渣的粘流特性与高炉的稳定顺行密切相关。研究了含氯高钛渣(CaO-SiO_(2)-MgO-Al_(2)O_(3)-TiO_(2)-CaCl_(2))的粘度和熔化性温度,并采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)分析其结构演变。结果表明,氯元素的加入可以降低炉渣粘度,简化炉渣结构。由于氯元素在高温下容易蒸发,因此在粘度测试过程中氯含量略有下降。粘性流动活化能的变化趋势与粘度的变化趋势相似。[SiO_(4)]-四面体结构和Ti-O-(Ti或Si)键也会被破坏。Q^(2)和Q^(3)单元的相对面积分数减少,Q^(0)和Q^(1)单元的相对面积分数增加,导致炉渣聚合度降低。

关键词：含氯高钛高炉渣粘流特性熔化性温度炉渣结构

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含铬高钛型高炉渣物相结构及粘流性质的研究

含铬高钛型高炉渣物相结构及粘流性质的研究

作者：王健重庆大学

学位级别：硕士

中国攀枝花-西昌地区的红格矿是一种典型的高铬型钒钛磁铁矿。红格矿区矿石可开采量达18.29亿t,矿石中CrO含量高,有价元素(如:Co,Cu,Ni)的含量也比其他矿区高,开采利用潜力大,但该矿的矿物组成较复杂,利用难度大,且CrO的存在对高炉内矿... 详细信息

中国攀枝花-西昌地区的红格矿是一种典型的高铬型钒钛磁铁矿。红格矿区矿石可开采量达18.29亿t,矿石中CrO含量高,有价元素(如:Co,Cu,Ni)的含量也比其他矿区高,开采利用潜力大,但该矿的矿物组成较复杂,利用难度大,且CrO的存在对高炉内矿石的熔融还原、炉渣性质产生重大影响。截至目前,对红格矿只进行了前期勘探、矿石的物相组成特征分析和选矿冶炼分析,红格矿的开发利用尚未开展,相关的基础研究也很少。因此,充分了解含铬高钛高炉渣的物理化学性质对于红格矿的大规模开发利用意义重大。本文通过实验和理论相结合的方式对CrO在炉渣中的溶解行为以及含铬高钛高炉渣的物相结构和粘流性质进行了研究,得出以下结论:(1)CrO在高钛高炉渣中的溶解行为研究:固定炉渣中TiO含量为22wt.%,碱度为1.1,当CrO含量超过0.53wt.%时,渣中将生成钙钛矿相,从而导致CrO的溶解速率大幅降低,为提高矿石的熔融还原速率,炉渣中CrO的含量不宜超过0.53wt.%。在不同TiO含量及不同碱度下,CrO在炉渣中的溶解度均低于1wt.%。(2)炉渣物相转变研究:含铬高钛型高炉渣在降温过程中先后析出尖晶石相、钙钛矿相、钙长石相、单斜辉石相等矿相。随着CrO含量的增加,钙钛矿相的析出温度先降后升,尖晶石相析出温度上升;随着TiO含量的增加,钙钛矿相与尖晶石的析出温度降低;随着碱度的增加,钙钛矿相和尖晶石的析出温度升高。(3)炉渣粘流性质研究:1)随着炉渣CrO含量的增加,粘度先降低后增加。当CrO含量不高于0.5wt.%时,CrO充当网络修饰体的角色,使炉渣结构简化,粘度下降,当添加量为1.5wt.%及以上时,炉渣中生成钙钛矿相和尖晶石相使粘度上升。随着炉渣CrO含量的增加,炉渣熔化性温度先降低后增加。为使炉渣拥有良好的流动性和热稳定性,炉渣中CrO的含量不宜超过0.5wt.%。2)随着炉渣中TiO含量的增加,粘度降低。TiO添加量低于24wt.%时,进入硅氧四面体网状结构的Ti不断从网状结构中脱离,使硅酸盐体系结构简化;TiO添加至26wt.%时,炉渣由硅酸盐体系转变为钛酸盐体系,[TiO]链状结构含量降低,[TiO]四面体单体的含量增加,炉渣结构进一步简化,粘度降低,流动性得到改善。随着炉渣中TiO含量的增加,炉渣的熔化性温度上升,综合考虑,炉渣中TiO含量不宜超过26wt.%。3)随着炉渣中碱度的增加,粘度降低。炉渣中自由氧离子含量的增加,使硅酸盐、钛酸盐体系中的复杂阴离子团解聚,炉渣聚合度降低,宏观表现为炉渣粘度的下降。随着炉渣中碱度的增加,炉渣熔化性温度增加,炉渣碱度不宜超过1.15。4)对比Urbain模型、lida模型、Riboud模型、NPL模型粘度计算值与实验值后发现,NPL模型的最大平均误差为17.49%,能较好的预测CaO-SiO-AlO-MgO-TiO-CrO六元渣系的粘度。

关键词：含铬高钛高炉渣溶解行为粘度炉渣结构

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MgO和BaO对高炉渣粘度和结构的影响

MgO和BaO对高炉渣粘度和结构的影响

MgO/Al_2O_3比值对高炉炉渣流动性和结构的影响

2019年全国高炉炼铁学术年会

作者：邢相栋杜月利庞焯刚郑建潞西安建筑科技大学冶金工程学院

使用柱体旋转法测量了MgO和BaO对CaO-SiO-AlO-MgO-BaO渣系(CaO/SiO=1.05,7～10wt%MgO,0～3.5wt%BaO)粘度的影响,计算熔化性温度分析粘度流动特性的变化,并使用傅立叶转化红外光谱(FT-IR)炉渣结构的变化。结果表明,随着MgO含量在7～10wt... 详细信息

使用柱体旋转法测量了MgO和BaO对CaO-SiO-AlO-MgO-BaO渣系(CaO/SiO=1.05,7～10wt%MgO,0～3.5wt%BaO)粘度的影响,计算熔化性温度分析粘度流动特性的变化,并使用傅立叶转化红外光谱(FT-IR)炉渣结构的变化。结果表明,随着MgO含量在7～10wt%范围内增加,炉渣粘度和熔化性温度降低;BaO含量由Owt%到3.5wt%增加时,粘度增大。MgO含量升使炉渣中的自由氧离子(O)增加,从而降低炉渣聚合度和粘度;BaO促进了渣中复杂结构的形成,使粘度增加。BaO中Ba和O同时影响炉渣的结构,O会破坏Si-O键而降低炉渣聚合度;Ba电荷补偿效应可以形成复杂的硅铝酸盐结构并增加炉渣的粘度,其中BaO的电荷补偿作用更为明显。

关键词：粘度炉渣结构熔化性温度氧化镁氧化钡

来源： cnki会议评论

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重庆理工大学学报（自然科学） 2015年第7期29卷 49-53,64页

作者：龙明华张东升肖扬武朱博洪刘清才孟飞刘国庆首钢水城钢铁(集团)有限责任公司贵州六盘水553028 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

针对高炉炉渣中Al2O3的含量偏高会导致炉渣黏度增大、流动性变差等问题,通过黏度测试实验,研究了在高Al2O3含量条件下不同Mg O/Al2O3比值对炉渣熔化性温度和黏度的影响。利用傅里叶红外光谱仪(FITR)研究了不同Mg O/Al2O3比值对炉渣结构... 详细信息

针对高炉炉渣中Al2O3的含量偏高会导致炉渣黏度增大、流动性变差等问题,通过黏度测试实验,研究了在高Al2O3含量条件下不同Mg O/Al2O3比值对炉渣熔化性温度和黏度的影响。利用傅里叶红外光谱仪(FITR)研究了不同Mg O/Al2O3比值对炉渣结构的影响。结果表明:炉渣的熔化性温度与Mg O/Al2O3比值呈线性相关,且满足Mg O/Al2O3比值每增加0.1熔化性温度降低约7.8℃的关系。此外,随着Mg O/Al2O3比值的增加,炉渣的黏度减小,且测试温度愈低,炉渣黏度的减小趋势愈明显。通过FITR分析可知,这是由于随着Mg O/Al2O3比值的增大,炉渣中自由氧离子(O2-)的数目也逐渐增加,这些自由氧离子与硅酸盐的桥氧(O0)相互作用,使得炉渣中复杂的Si-O结构逐渐解聚,从而造成炉渣黏度减小。

关键词： MgO/Al2O3比值高炉炉渣黏度炉渣结构