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稀有金属材料与工程 2020年第1期49卷 233-240页

作者：巨建涛安家良史成斌郑顶立棘广恒西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055 北京科技大学冶金新技术国家重点实验室北京100083 西安建筑科技大学陕西西安710055

通过高温渣-金平衡实验,探讨了电渣重熔用低氟渣CaF2-CaO-Al2O3-MgO-Li2O-(TiO2)中TiO2含量对Incoloy825合金中Al、Ti含量的影响。并利用FactSage7.3热力学软件分析了渣中TiO2和Al2O3的活度与渣成分的关系。研究了渣中组元对反应4[Al]+3... 详细信息

通过高温渣-金平衡实验,探讨了电渣重熔用低氟渣CaF2-CaO-Al2O3-MgO-Li2O-(TiO2)中TiO2含量对Incoloy825合金中Al、Ti含量的影响。并利用FactSage7.3热力学软件分析了渣中TiO2和Al2O3的活度与渣成分的关系。研究了渣中组元对反应4[Al]+3(TiO2)=3[Ti]+2(Al2O3)的吉布斯自由能和合金中平衡Al、Ti含量的影响规律。结果表明:反应的吉布斯自由能与渣中TiO2、CaF2和MgO呈负相关,与CaO和Al2O3呈正相关;渣中TiO2含量为0%7.27%(质量分数)时,合金烧钛增铝现象逐渐减弱,TiO2含量为11.27%时,又出现烧铝增钛现象;同一温度下,随着渣中CaO和Al2O3含量增加,合金中平衡Ti含量降低,平衡Al含量升高。随着渣中TiO2含量增加,合金中平衡Ti含量升高,平衡Al含量降低。渣中CaF2和和MgO含量变化对合金中平衡Al、Ti含量影响较小。实验结果与热力学计算结果能够很好的吻合。

关键词：电渣重熔低氟渣 Incoloy825合金 FactSage 活度

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CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2基低氟渣系粘度及结构特性研究

CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2基低氟渣系粘度及结构特性研究

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作者：杨康帅西安建筑科技大学

学位级别：硕士

电渣重熔可显著提高特种钢和合金的洁净度,有效控制电渣锭化学成分均匀,改善铸坯的表面质量,使钢材性能得到大幅提高。电渣作为冶炼金属的热源,对非金属夹杂物熔解、精炼金属和隔绝空气等方面起着重要作用。目前中高氟渣被广泛应用,源于... 详细信息

电渣重熔可显著提高特种钢和合金的洁净度,有效控制电渣锭化学成分均匀,改善铸坯的表面质量,使钢材性能得到大幅提高。电渣作为冶炼金属的热源,对非金属夹杂物熔解、精炼金属和隔绝空气等方面起着重要作用。目前中高氟渣被广泛应用,源于Ca F具有降低熔点和粘度的显著特性,但大量氟化物挥发会导致熔渣成分发生变化,从而影响熔渣的物化性能。粘度作为电渣重熔渣系最重要的基本物理化学性质之一,它表示高温熔渣的流动性,与脱硫、脱氧、非金属夹杂去除和渣金反应功能,以及渣膜处的结晶行为密切相关。因此,研究电渣重熔低氟渣中各组元对渣粘度和结构影响对电渣设计具有重要的指导意义。为开发适应镍基高温合金的渣系,本文以电渣重熔Ca F-Ca O-AlO-Mg O-Ti O基低氟渣系为对象,研究Ti O、Ca F、Ca O/AlO和NaO对熔渣粘度和结构影响,以及NaO对渣结晶行为的影响,并选取合适的粘度模型,通过实验粘度数据对Zhang模型进行修正,建立符合该低氟渣系粘度数据的结构模型。采用旋转柱体法测量熔渣粘度,通过傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱检测熔渣结构,结果表明,熔渣粘度随Ti O含量增加而降低,表观粘流活化能降低;Ti O加入导致渣中[Al OF]-四面体络合物和[Al O]-四面体结构被破坏,并产生了相对简单的O-Ti-O和TiO链状结构。熔渣粘度随Ca F含量增加而降低,表观粘流活化能略有降低;Ca F加入不会解聚熔渣结构,而通过连接铝酸盐结构中的桥氧键,以NBO-Ca-F和NBO-Ca-NBO形式存在影响熔渣结构。熔渣粘度随Ca O/AlO增加而降低,表观粘流活化能降低;Ca O/AlO增加会使渣中的[Al OF]-四面体络合物结构被破坏,将[Al O]-四面体结构中的Q单元被解聚成相对简单的Q单元,同时生成了相对简单的TiO和O-Ti-O链状结构。熔渣粘度随NaO含量增加而降低,熔点和拐点温度降低;NaO增加会破坏渣中[Al OF]-四面体络合物和[Al O]-四面体网络结构,而对Ti-O伸缩振动影响较小。此外,通过差示扫描量热法测量NaO对熔渣非等温结晶行为的影响,结果表明,NaO含量增加导致熔渣结晶温度升高,因为NaO在铝酸盐中扮演着网络改良剂的作用,破坏了熔渣的网络结构,降低了聚合度,从而促进了熔渣的流动性。利用Zhang模型对实验粘度数据进行评估,粘度模型预测值与实验测量值有较大偏差,其平均偏差为69.8%。通过对Zhang模型中参数进行修正,粘度模型的预测效果得到较大改善,其平均偏差为24.5%。修正后的Zhang模型对先前低氟渣粘度数据有较好的预测效果。

关键词： CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2基渣系电渣重熔粘度低氟渣粘度模型

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电渣重熔中TiO2对低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-Li2O渣黏度和结构的影响

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稀有金属材料与工程 2020年第11期49卷 3676-3682页

作者：巨建涛杨康帅棘广恒朱智洪刘诗薇西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055

研究了连续冷却条件下电渣重熔中TiO2对低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-Li2O渣黏度的影响,并利用傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱分析水淬渣和对应结构的关系。结果表明,渣的黏度随着TiO2的增加而降低,当TiO2含量达到13.1%(质量分数,下同),随着... 详细信息

研究了连续冷却条件下电渣重熔中TiO2对低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-Li2O渣黏度的影响,并利用傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱分析水淬渣和对应结构的关系。结果表明,渣的黏度随着TiO2的增加而降低,当TiO2含量达到13.1%(质量分数,下同),随着温度从1743,1793,1843 K增加至1893 K时,对应黏度从0.067,0.059,0.056Pa·s降低到0.054 Pa·s;当温度达到1843 K或之上时,TiO2的加入对降低黏度有较小的影响。随着TiO2含量从0%,4.3%,8.7%增加至13.1%,黏流活化能从58.0,47.7,42.8 kJ/mol降低到38.6 kJ/mol。此外,傅里叶变换红外光谱表明,随着TiO2的加入,渣中[AlOnF4-n]-四面体络合物和[AlO4]-四面体网状结构被解聚,但没有发现[AlO6]-八面体结构;同时,拉曼光谱分析表明,TiO2加入可解聚[AlO4]-四面体网状结构中Al-O-Al键,并且Q4单元转化为Q2单元,同时形成O-Ti-O和Ti-O-Ti键。这些结果都表明TiO2可降低渣的聚合度,并且有利于渣的结构简单化。最终,黏度变化与渣的对应结构有很好的一致性。

关键词：电渣重熔低氟渣傅里叶变换红外光谱拉曼光谱

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铁水预处理脱磷渣低氟化研究

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特殊钢 2009年第1期30卷 54-57页

作者：彭军王世俊刘丽霞董元篪北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 安徽工业大学冶金与资源学院马鞍山243002

为了降低预处理脱磷渣(%:40CaO、52Fe_2O_3、6～8CaF_2)中CaF_2含量,分别用2%～8%Al_2O_3、B_2O_3、Li_2O和白云石替代预处理脱磷渣中CaF_2,研究替代后脱磷效果。在1450℃的实验结果表明,Al_2O_3、B_2O_3、Li_2O和白云石都能替代CaF_2,形成低氟或无氟预处理渣。Al_2O_3和Li_2O替代CaF_2后预处理脱磷率提高,而B_2O_3和白云石替代前后预处理效果相当。

关键词：低氟渣铁水预处理脱磷

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铁水预处理脱磷渣低氟化研究

铁水预处理脱磷渣低氟化研究

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2010年全国冶金物理化学学术会议

作者：王世俊董元箎周云彭军安徽工业大学冶金与资源学院内蒙古科技大学材料与冶金学院

为了降低预处理脱磷渣中CaF含量,用BO或AlO替代预处理脱磷渣中CaF,研究替换后熔点变化和脱磷效果。脱磷实验在1450℃下大气气氛中进行,实验结果表明,BO或AlO替换CaF渣系熔点和脱磷率都变化不大,脱磷率都大于80%,可以满足预处理的要求。... 详细信息

为了降低预处理脱磷渣中CaF含量,用BO或AlO替代预处理脱磷渣中CaF,研究替换后熔点变化和脱磷效果。脱磷实验在1450℃下大气气氛中进行,实验结果表明,BO或AlO替换CaF渣系熔点和脱磷率都变化不大,脱磷率都大于80%,可以满足预处理的要求。实验和热力学计算表明由于BO或AlO改变了渣的碱度,随BO或AlO含量增加,渣氧化性增加,有利于预处理脱磷。从熔点和脱磷效果两方面考虑,BO或AlO可以用来替换CaF配制无氟预处理脱磷渣,从而减小对环境的污染。

关键词：低氟渣铁水预处理脱磷磷容量

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