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利用光学碱度的概念,对CaO-Al2O3-SiO2体系的电导率进行了模拟,模型可以体现Al2O3的两性行为对熔体电导率的影响,以及在一定成分范围内Al2O3替代SiO2使得电导率下降的现象.通过对比分析不同离子的扩散系数,得出CaO-Al2O3-SiO2熔体中起电荷传导作用的离子主要为Ca2+;并根据模型计算的电导率以及Nernst-Einstein方程计算了Ca2+的自扩散系数.最后讨论了计算的扩散系数与通过示踪原子法测量的扩散系数之间存在差别的原因,并对\随温度的增加,偏差减少\的现象进行了理论解释

利用可视流化床分别研究了Fe2O3和Fe粉在流化过程中黏结失流发生的过程.结果表明,Fe2O3在惰性气氛中流化不发生黏结失流,而在还原气氛中发生黏结失流,且黏结发生时间恰好是铁晶核析出的初始阶段.Fe颗粒在还原和惰性气氛中流化均出现黏结失流现象.铁的生成是产生黏结的前提条件.当Fe颗粒流化温度从700℃升高到750℃时,黏结临界时间提前了11min,表明金属铁的表面特性是导致黏结的主要内因.扫描电镜分析表明,Fe和Fe2O3表面形成的纳微结构是导致Fe2O3流化还原黏结失流的重要因素

对淤泥沙原料中Fe3O4及其中间产物Fe O和Fe可能参与的反应进行了热力学分析.结合绘制的不同CO分压下Fe-Si体系在C和SiO2过量下的优势区相图及Fe-O-N体系热力学参数状态图,得出体系中Fe元素最终以Fe3Si形式存在,为淤泥沙合成O'-Sialon-SiC-Fe3Si(即Fe-Sialon)复合材料提供了热力学理论依据.在热力学分析的基础上,以淤泥沙为主要原料,采用碳热还原氮化法制备了Fe-Sialon复合材料,并借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜对烧结体的物相和显微形貌进行了表征,得出产物的主晶相为O'-Sialon,还含有少量的SiC和Fe3Si相,晶粒呈现为纤维状、絮状或短柱状,与热力学分析结果(Fe元素最终以Fe3Si存在)吻合

采用恒温量热法,针对实验室煅烧的各种生石灰试样,研究其所含SiO2、Al2O3、MgO等杂质对消化性能的影响规律,并选用烧结现场使用的五种生石灰对研究结果进行验证.研究发现:生石灰的消化放热量与其CaO含量呈正相关关系,并随SiO2、Al2O3和MgO含量的增加而下降;SiO2、Al2O3和MgO杂质对生石灰消化速率有重要影响,当SiO2质量分数增加至1%水平时,生石灰消化速率的降幅较大,之后则缓慢降低;少量的Al2O3对生石灰消化速率影响较小,但当Al2O3质量分数超过2%时生石灰消化速率急剧下降;随着MgO含量的增加,生石灰消化速率显著降低

通过还原试验,研究了LiCl与含Li催化剂对Fe2O3的CO还原作用,发现不论是LiCl还是含Li催化剂均对Fe2O3的CO还原有催化作用,其中以含Li催化剂对Fe2O3的CO还原催化效果最好.用X-rar鉴定含Li催化剂的物相,主要以α-Fe和FeO相存在,说明了含Li催化剂中的α-Fe亦对Fe2O3的CO还原有催化作用

运用共存理论建立了钒渣活度计算模型,分析了钒渣成分和温度对渣中FeO、V2O3活度及活度系数的影响;通过实验和理论计算,分析了转炉提钒终点钒渣成分和温度对钒在渣和半钢间分配行为的影响.结果表明,渣中FeO的活度和活度系数随MnO和FeO含量的增加而增加,随V2O3、SiO2和TiO2含量的增加而减小,其值分别在10-1和100的数量级上,而渣中V2O3的活度及活度系数在同样条件下的变化与FeO相反,其值分别在10-2和10-1的数量级上;半钢V的质量分数一般在0.02%~0.06%之间,随温度以及渣中V2O3、TiO2和SiO2含量升高而升高,随FeO含量降低而升高;V在渣金间的分配比为100~500,随温度和渣中TiO2、SiO2含量升高而降低,随FeO含量升高而升高;存在一个临界V2O3含量使得V在渣金间的分配比达到最大,该值的理论计算结果为23.77%,实验结果在15%~20%

利用Fact Sage热力学软件Phase Diagram和Equilib模块分别计算了CaO含量对CaO-Al2O3-22% MgO-1% SiO2-2% FeO系液相线的影响以及CaO、调渣剂CaF2和B2O3单独或复合添加对Al2O3-MgO-25% CaO-1% SiO2-2% FeO系1700℃液相量的影响.通过差热分析测定了现场实验炉渣的熔化开始温度和结束温度,验证了理论计算变化规律.结果发现:电铝热法生产FeV的炉渣中CaO质量分数应该控制在25%左右,此时熔化性能较好;调渣剂CaF2的调渣效果好于B2O3,且Al2O3/MgO质量比较高时二者不能复合使用;考虑到工业应用效果和环境保护,CaF2添加量应控制在2%~5%

通过对低碳含铝钢20Mn2精炼过程的取样分析,得出精炼渣的熔化温度偏高,渣中存在大量固相CaO,并导致钢中含有CaO类夹杂物,精炼渣吸附夹杂物能力差.利用Fact Sage热力学计算,从渣的低熔点区域控制和渣-钢反应这两个方面对渣系进行研究与优化.结果表明,CaO/Al2O3质量比在1.5左右添加质量分数为3% CaF2可以有效降低渣的熔化温度,渣的熔化温度随着CaF2含量的升高呈现先降低后升高的趋势,MgO的质量分数控制5%左右低熔点区域面积达到最大.在SiO2质量分数大于30%区域,钢中氧含量大体上随着CaO/Al2O3质量比的增加而降低,在SiO2的质量分数低于30%区域随着CaO含量的升高而降低,钢中酸溶铝含量在SiO2含量高的区域随着Al2O3/SiO2质量比的增加而升高,在SiO2含量低的区域随着CaO/SiO2质量比的增加而增加.根据热力学分析结果得出合理的渣系范围：CaO 50%-60%,Al2O320%-35%,SiO25%-10%,MgO 5%-8%,CaF20-5%.优化渣系的实验结果表明,优化后渣系熔化温度降低,钢中夹杂物数量、面积和平均尺寸均有明显下降

用无机金属盐水解及有机醇盐中间体合成两种不同的工艺路线制备了ZrO2-Y2O3复合Sol(溶胶),对比了通过Dip-Coating的方法在GH220/MCrAlX基体上形成致密ZrO2-Y2O3陶瓷涂层的能力,以及涂层在1000℃的静态抗氧化性能.结果表明,金属有机醇盐工艺制备的ZrO2-Y2O3陶瓷涂层具有极其优越的高温静态抗氧化性能.无机金属盐水解所制备的ZrO2-Y2O3涂层抗氧化能力明显低于金属有机醇盐工艺.可能的原因是残留在涂层内的微量酸根离子使氧化和腐蚀过程加剧