转炉渣离子分子共存理论活度计算及黏度测定

来源 :辽宁科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wxn222007
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随着社会和经济的发展,不同行业对钢材质量的要求不断提高,转炉低成本高效率洁净化冶炼成为高品质钢制造流程的关键控制环节之一。“炼钢就是炼渣”,研究转炉渣成渣过程的冶金性能,对转炉冶炼工艺优化,特别是脱磷脱碳等耦合反应的优化控制,保证稳定高效洁净生产有着重要意义。提高脱磷效率可以节约材料,调节生产节奏等重要意义。由于转炉渣通常含有高的FeO质量分数,目前关于炉渣黏度、组分活度等性质的报道比较少。本文测量了CaO-SiO2-MgO-Al2O3-MnO-FeO六元渣系的黏度,同时采用离子分子共存理论模型计算了 CaO-SiO2-FeO-P2O5和CaO-MgO-SiO2-FeO-P2O5渣系的各组分的作用活度。以现场炉渣基本成分为基础,设计了 15组CaO-SiO2-MgO-Al2O3-MnO-FeO六元系炉渣,测量了多因素对炉渣黏度的影响规律。在不同的等温条件下,随着FeO含量的增加,渣的黏度逐渐降低,与此同时渣的粘滞活化能也随之减小。在FeO含量不变时,随着碱度的升高,渣的黏度不断增加。在相同温度下,碱度的增加会导致黏度增加。在1673 K时,碱度到达1.8时,只有FeO含量为18%的渣系获得黏度数据其他由于黏度过大无法测量。在1623 K时,碱度到达1.5时,FeO含量为12%就已经黏度过大无法测量。FeO含量不变时,熔化性温度随碱度的增加而增加。碱度一定时,熔化性温度随FeO质量分数增加而减小。利用离子分子共存理论模型对转炉脱磷渣系CaO-SiO2-FeO-P2O5和CaO-MgO-SiO2-FeO-P2O5建立数学模型,对结果数据进行分析得到:(1)对两类渣系,简单组元的活度随其质量分数的增加而增加;(2)对两类渣系,随着碱度增加,CaO的活度相应增加,而SiO2的活度减少;(3)在CaO-SiO2-FeO-P2O5渣系中,FeO质量分数小于16%时,渣中2CaO·SiO2活度随着FeO含量增加而升高,FeO质量分数大于16%时2CaO·SiO2活度随着FeO含量增加而降低。碱度在升高至1.5之前,2CaO·SiO2活度随着碱度的增加而升高,当2CaO·SiO2活度随着碱度增加而减小;(4)在CaO-MgO-SiO2-FeO-P2O5渣系中,随着碱度增加,P2O5的活度会呈现一种模糊的上升态势;随着碱度升高,3CaO·P2O5活度逐渐升高然后降低,在R=1.6时取得最大值0.00104;硅酸盐化合物中活度较大的有CaO·SiO2和2CaO·SiO2,2CaO·SiO2的活度值最大,且随着碱度升高,2CaO·SiO2活度先升高后降低,在R=1.56时达到最大值0.746;随着FeO含量升高,FeO活度增加,CaO活度降低,P2O5活度波动比较剧烈,总体呈上升趋势;随着FeO含量增加,2CaO·SiO2和3CaO·P2O5的活度减少。
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