余彬等：FeVs0合金浇铸沉降理论的应用及其影响因素 ·1825· 7.5 Fe oV 10 浇降渣 6.0 6 ·筛上 。筛下 1.5 。88g。 2 0 平均值 10 贫渣 浇铸渣 贫渣 互 图1不同期次渣中钒含量与铁含量的分布规律 Fig.1 Distribution of TV and TFe contents in secondary slag at dif- 中 下 上 中 ferent smelting stages 渣样位置 图2钒在贫渣及浇铸渣中的分布规律 验证了渣金分离过程合金不完全沉降的现象 Fig.2 Distribution of vanadium in poor slag and casting slag 4.2 (b) ￥2.5 元索质量分数隔 FeKa 室17 Fe FeKa 6810121416 能量/keV 图3浇铸渣下层初级合金及其成分 Fig.3 Alloy and its composition at the bottom of casting slag 2.3合金浇铸沉降过程的影响因素 是过高的CaF,含量对炉衬侵蚀加剧，且侵蚀的镁质氧 2.3.1渣系成分 化物进入熔渣将明显减小渣系低熔点液相面，从而不 在浇铸热渣TV质量分数为1.35%~1.47%，浇 利于合金沉降.综合分析认为，Ca0含量的增加有利 铸温度为1850℃，渣层厚度为50cm的条件下，不同渣 于合金沉降，MgO含量的增加不利于合金沉降，在实 系组成对熔渣黏度及合金沉降的影响如图4所示.由 际治炼过程中，熔渣主要组元质量分数为AL,0,60% 图可知，1~4试验渣系通过改变渣系Al,03与Ca0 ~65%、Ca015%-20%、Mg09%~15%较为合适. 的质量比，使渣系黏度区间在0.049~0.055Pa·s波 2.3.2渣层厚度 动，浇铸冷渣TV质量分数随渣系黏度的降低而降低. 较薄的渣层不仅有利于减少合金沉降时间，还有 随着CaF2(4.3%,5试验)的加入，渣系黏度降低到 利于促进渣金界面铝热反应，使部分钒氧化物二次还 0.048Pa·s,对应浇铸冷渣TV含量降低到0.68%.但 原进入合金相中.在浇铸热渣TV质量分数为1.41% ~1.52%,浇铸温度为1850℃，2熔渣组成条件下，渣 0.09 。-站度。-全钒 1.8 层厚度对合金沉降的影响如图5所示.随着渣层厚度 0.08 1.5 的增加，渣中TV及钒损（浇铸渣中钒损失占所有渣次 0.07 的钒损失比例)基本呈线性增加的趋势.当渣层厚度 no 从35增加到55cm时，渣中TV及对应钒损分别从 1.08%和48.1%提高到1.56%和72.7%. 0.6 0.05 2.3.3浇铸温度 03 0.04 在浇铸热渣TV质量分数为1.41%~1.52%，浇 2 3 铸渣层厚度50cm,2°熔渣组成条件下，浇铸温度对合 试样编号 金沉降效果的影响如图6所示.随着浇铸温度从1800 图4渣系组成对熔渣黏度及浇铸渣中TV质量分数的影响 提高到1925℃，渣系黏度由0.565逐渐降低到0.376 Fig.4 Effect of slag compositions on slag viscosity and the mass con- Pa·s,合金颗粒沉降终速提高50.3%，同时由于浇铸温 tent of TV in casting slag 度的升高，同一渣系浇铸凝固时间延长，间接延长了浇余 彬等: FeV50 合金浇铸沉降理论的应用及其影响因素 图 1 不同期次渣中钒含量与铁含量的分布规律 Fig． 1 Distribution of TV and TFe contents in secondary slag at dif￾ferent smelting stages 验证了渣金分离过程合金不完全沉降的现象． 图 2 钒在贫渣及浇铸渣中的分布规律 Fig． 2 Distribution of vanadium in poor slag and casting slag 图 3 浇铸渣下层初级合金及其成分 Fig． 3 Alloy and its composition at the bottom of casting slag 2. 3 合金浇铸沉降过程的影响因素 2. 3. 1 渣系成分 图 4 渣系组成对熔渣黏度及浇铸渣中 TV 质量分数的影响 Fig． 4 Effect of slag compositions on slag viscosity and the mass con￾tent of TV in casting slag 在浇铸热渣 TV 质量分数为 1. 35% ～ 1. 47% ，浇 铸温度为 1850 ℃，渣层厚度为 50 cm 的条件下，不同渣 系组成对熔渣黏度及合金沉降的影响如图 4 所示． 由 图可知，1# ～ 4# 试验渣系通过改变渣系 Al2O3 与 CaO 的质量比，使渣系黏度区间在 0. 049 ～ 0. 055 Pa·s 波 动，浇铸冷渣 TV 质量分数随渣系黏度的降低而降低． 随着 CaF2 ( 4. 3% ，5# 试验) 的加入，渣系黏度降低到 0. 048 Pa·s，对应浇铸冷渣 TV 含量降低到 0. 68% ． 但 是过高的 CaF2 含量对炉衬侵蚀加剧，且侵蚀的镁质氧 化物进入熔渣将明显减小渣系低熔点液相面，从而不 利于合金沉降． 综合分析认为，CaO 含量的增加有利 于合金沉降，MgO 含量的增加不利于合金沉降，在实 际冶炼过程中，熔渣主要组元质量分数为 Al2O3 60% ～ 65% 、CaO 15% ～ 20% 、MgO 9% ～ 15% 较为合适． 2. 3. 2 渣层厚度 较薄的渣层不仅有利于减少合金沉降时间，还有 利于促进渣金界面铝热反应，使部分钒氧化物二次还 原进入合金相中． 在浇铸热渣 TV 质量分数为 1. 41% ～ 1. 52% ，浇铸温度为 1850 ℃，2# 熔渣组成条件下，渣 层厚度对合金沉降的影响如图 5 所示． 随着渣层厚度 的增加，渣中 TV 及钒损( 浇铸渣中钒损失占所有渣次 的钒损失比例) 基本呈线性增加的趋势． 当渣层厚度 从 35 增加到 55 cm 时，渣中 TV 及对应钒损分 别 从 1. 08% 和 48. 1% 提高到 1. 56% 和 72. 7% ． 2. 3. 3 浇铸温度 在浇铸热渣 TV 质量分数为 1. 41% ～ 1. 52% ，浇 铸渣层厚度 50 cm，2# 熔渣组成条件下，浇铸温度对合 金沉降效果的影响如图 6 所示． 随着浇铸温度从 1800 提高到 1925 ℃，渣系黏度由 0. 565 逐渐降低到 0. 376 Pa·s，合金颗粒沉降终速提高 50. 3% ，同时由于浇铸温 度的升高，同一渣系浇铸凝固时间延长，间接延长了浇 · 5281 ·