本文开发了一种预熔型精炼合成渣,具有高碱度低熔点的特性,实验室条件下,平均脱硫率为84.5%.在工业实验中,根据钢种出钢要求,设计了分钢种的加料方案.实验结果表明,本精炼渣可以达到100%出钢化渣率,精炼时间缩短了11min.与原工业渣系相比,使用本精炼渣后,VD前钢中氧和氮含量分别降低了7×10-6和12×10-6,VD后钢中氧和氮含量分别降低了5×10-6和15×10-6.脱硫率也得到了大幅提高,从电炉出钢至VD后吊包的脱硫率为92%,最低硫含量达到30×10-6

利用熔融还原法进行了闪速炉水淬镍渣提铁的实验研究,探讨了熔渣二元碱度、反应温度和反应时间对提铁效果的影响.XRD测试结果表明水淬镍渣由正硅酸铁FeO·SiO2和玻璃态物质组成.镍渣中的氧化铁主要以FeO·SiO2的形式存在,通过常规的选矿方法很难实现铁氧化物的富集,故采用熔融还原方法进行镍渣提铁实验.实验结果表明增加配合料中CaO的加入量、提高反应温度以及延长熔制时间都能不同程度地提高镍渣中铁的还原率.通过比较1450~1600℃范围内各反应温度下不同类型还原反应的Gibbs自由能,镍渣熔融还原过程的主要反应形式为(FeO)+C(S)→[Fe]+CO↑.本实验确定的最佳配方组成为:镍渣100g、CaO34.7g、CaF24.04g和焦炭8.5g;最佳反应条件为1500℃熔制180min.以上条件下的渣铁分离效果较好,铁还原率达到96.32%

分析了IF钢冶炼过程中渣对钢液中[Al]、[Ti]的氧化机理,在此基础上提出了IF钢加铝脱氧后全氧的预测模型.结果表明,熔渣中(FeO)、(MnO)对钢液的二次氧化存在两种方式.当氧化物在渣中的传质是反应限制性环节时,反应发生在渣/钢界面,生成的脱氧产物分布在渣/钢界面,此时渣的氧化性随时间呈指数下降;当脱氧元素在钢中传质是反应限制性环节时,反应发生在钢液内部.对某厂RH精炼渣的数据作回归得到RH加铝后渣的氧化性随时间指数变化的关系式

依据炉渣结构的共存理论与不同温度和成分下熔渣CaO-MgO-MgO-FeO-CaF2-Al2O3-SiO2的实测粘度制定了本渣系作用浓度和粘度的计算模型.计算结果符合实际,证明作用浓度计算模型可以反映本渣系的实际结构;粘度模型也正确地反映了本渣系粘度与温度及各结构单元作用浓度的正确关系

利用炉渣结构的共存理论处理FeO-MnO-MgO-SiO2熔渣和铁液间锰的平衡问题后,证明$K{'_{{\\rm{Mn}}}} = \\frac{{{N_{{\\rm{MnO}}}}}}{{{N_{{\\rm{FeO}}}}[\\% Mn]}}$不因炉渣碱度而改变,是相当守常的。从该规律出发计算得出的[%Mn]计与实测的[%Mn]实是符合的,从而证明所推导的计算模型可以反映上述四元渣系的实际情况

从界面润湿性的角度,对一些冶炼过程中的常见界面现象进行了详细分析.对于渣的泡沫化过程,主要分析了润湿性对渣的泡沫化指数的影响;对于铁水和钢液脱硫过程,主要分析了对脱硫速率和脱硫剂的利用率以及穿透钢液速率的影响;对于钢液与熔渣对耐火材料的侵蚀过程,主要分析了对耐火材料在熔渣中的饱和溶解度、熔渣在耐火材料中的侵蚀深度以及耐火材料的侵蚀速率的影响;对于钢中夹杂物的运动过程,主要分析了对钢中夹杂物的形核、聚集、去除、空间分布等影响.同时,本文总结得出了对于这些实际冶炼过程有利的界面润湿性

我国钢渣、赤泥、铜渣和部分铁合金渣年排放量在千万吨甚至亿吨级，难以大量用于传统的水泥、混凝土或道路工程领域，是难利用的大宗冶金固废。本文分析了以上典型冶金固废大宗资源化利用的现状，指出了制约大宗资源化利用的瓶颈问题；进一步提出砂石骨料、陶瓷材料、人造石材在我国具有年亿吨级乃至百亿吨级的市场需求，适合作为冶金固废利用的大宗量出口，并综述了这一领域冶金渣低成本制备烧结陶粒、冶金渣制备陶瓷和烧结砖、熔渣调质制备骨料以及熔渣人造石材制备等方面研究取得的进展，包括在新建年10万吨基于带式焙烧机原理的固废陶粒生产线上进行了赤泥掺加质量分数50%～65%的烧结陶粒工业化生产试验；分别掺入质量分数40%～60%的赤泥，30%～50%的钢渣，50%～80%的铜渣，先后完成了陶瓷砖和烧结砖的工业化中试以及工业化生产实验；加入质量分数12.96%的砂子对熔融电炉渣进行调质并制备砂石骨料、基于“Petrurgic”工艺的利用熔渣制备石材技术也完成了工业化和中试试验。在此基础上提出了固废的大宗量利用、协同利用、节能减碳利用和与智能化结合的资源化利用是这一领域技术发展的主要趋势

研究了微波加热条件下（500～800 ℃），AlCl3氯化钒渣中有价金属Fe、Mn、V和Cr变温动力学。通过X射线衍射和扫描电镜能谱表征了氯化产物随时间的物相演变和形貌变化，考察了AlCl3/钒渣的质量比和熔盐配比对氯化提取率的影响。结果表明，AlCl3/钒渣的质量比为1.5、(NaCl-KCl)/AlCl3熔盐质量比为1.66∶1时Fe、Mn、V和Cr的提取率最佳，分别为91.66%、92.96%、82.67%、75.82%和63.14%，微波加热30 min，5种元素的提取率达到或者超过常规加热方式6 h的氯化提取效果。通过热力学和动力学分析，橄榄石相优先于尖晶石相发生氯化反应。而且V和Cr的氯化反应速度小于Fe和Mn。Fe和Mn氯化过程为扩散控制，其非等温扩散活化能为17.02和17.10 kJ·mol?1, V和Cr在氯化过程中的限制性环节为界面化学反应，其表观活化能分别为40.00和50.92 kJ·mol?1；微波与熔盐耦合强化氯化反应的机理可以描述为扩散作用增强和局部化学反应增强

研究了O'-Siaion/BN和O'-Sialon/ZrO2复合材料抗熔融金属和保护法侵蚀.结果表明:O'-Sialon/BN复合材料抗钢水侵蚀的动力学分为两段控制:前期为界面化学反应控制,后期为扩散控制.O'-Sialon/ZrO2复合材料具有良好的抗保护渣侵蚀性能这是由于ZrO2在硅酸盐熔体中的溶解度较低,随着ZrO2的增加,抑制了O'-Sialon与CO,以及渣中其他组元的反应,从而提高了O'-Sialon抗渣的侵蚀性

齐钢F850/10—Ⅱ型电渣炉生产的10.5t86CrMoV7锭是一米七带钢冷轧辊的坯料,要求具有良好的冶金质量。本文在剖锭工作的基础上,进行了凝固参数和工艺因素的研究,对熔池形状,二次枝晶臂间距、结晶形态以及熔化率、渣温、渣成分等因素进行了分析,为全面了解冶金质量和改进重熔工艺提供了重要的依据