采用热态改质方法可直接将冶金熔渣制备成高附加值材料,从而实现熔渣的\热\\渣\双利用,因此这一方法在熔渣资源化利用领域中已成为研究热点.本文选取熔融钢渣和河沙分别为典型熔渣和改质剂,模拟计算分析在1600℃熔渣内掺入改质剂的过程中改质剂掺量对改质熔渣显热的影响,并对研究结果进行工业试验验证.研究表明：随着改质剂掺入,改质熔渣显热呈现先增加后减小的趋势;随改质剂掺量由5%增加到11%时改质熔渣显热反而增加,当改质剂掺量为11%时改质熔渣显热达到最大.从熔渣显热利用和改质效果综合考虑,改质剂掺量的理论最佳区间为11%~19%.现场试验表明,掺入12%左右的河沙后,改质熔渣流动性好,冷却渣安定性等性能改善显著

黏度是冶金熔渣的基本物理性质，其大小直接影响到反应速率、熔渣分离效果等冶炼过程。通过深入探索熔渣黏度与其结构的关系，在分析熔渣黏度与其(NBO/T)比值（即单个聚合物粒子所拥有的非桥氧数量）相互关系的基础上，本文提出基于（NBO/T）比值的多元熔渣黏度计算模型。首先建立SiO2–∑MxO简单渣系的黏度计算模型，通过拟合纯氧化物和SiO2–MxO二元渣系的黏度数据得到模型参数，拟合平均误差在9%～18.5%之间；随后将该模型扩展至SiO2–Al2O3–∑MxO多元渣系的黏度计算，针对Al2O3在熔渣中同时表现出酸性氧化物和碱性氧化物的特点，在计算SiO2–Al2O3–MxO三元渣系黏度时，将其中的Al2O3拆分为酸性物质和碱性物质来计算（NBO/T）比值和黏度活化能。在SiO2–MxO二元系模型参数的基础上，通过拟合SiO2–Al2O3–MxO三元渣系的黏度数据得到含Al2O3渣系的模型参数，拟合平均误差在10%～25%之间。利用该模型计算了SiO2–Al2O3–CaO–MgO–FeO–Na2O–K2O–Li2O–BaO–SrO–MnO多元复杂渣系及其子体系的黏度值，计算平均误差在25%以内，取得了较好的预报效果。本模型基于熔渣结构理论，并借鉴了经验模型的数据处理方式，在预报效果和适用范围上都优于传统经验模型，在计算方式上比结构模型要简单

提出平均发泡寿命$\\bar τ$作为熔渣发泡效果的实验评价指标.在Na2B4O7-CaO-MgO熔体中,采用碳酸盐矿物作发泡剂,进行内生气源熔渣发泡实验.结果表明,发泡剂粒度、种类对熔渣平均发泡寿命的影响,可归因于熔渣中碳酸盐热分解行为的差异.在一定浓度范围内,熔体中CaO、MgO含量的变化,不仅改变熔体的物理性质,而且直接影响碳酸盐矿物的分解速度与生成气泡的大小,对熔体起泡过程和泡沫渣的稳定性也起重要作用

根据炉渣结构的共存理论与CaO-Al2O3-SiO2熔渣在不同温度和成分下实测表面张力值,制定了本渣系表面张力与熔渣各结构单元作用浓度及温度间关系的计算模型.计算结果符合实际,证明该模型可以反映本渣系表面张力随熔渣作用浓度和温度而变化的规律

为了探明动态氧化条件下含钛高炉熔渣中金属铁的聚集、长大及沉降行为,通过高温氧化实验研究氧化时间、空气搅拌强度和纯氧氧化对金属铁沉降的影响.此外,还研究动态氧化过程中熔渣的温度与黏度变化情况,计算金属铁在熔渣中的沉降速度.实验室与1200 kg中试实验结果表明,向熔渣鼓入氧化性气体,低价钛化合物减少,熔渣温度升高,黏度减低,促进金属铁聚集、长大和沉降分离.氧化时间过长,熔渣中(FeO)与低价钛化合物基本消失,金属铁回收率下降.氧化终点的判断应以保留一定含量(FeO)与低价钛为依据

1熔渣理论及模型2熔渣物理化学性质3脱硫热力学4脱磷热力学

用铂坩埚测定了熔渣氮容量。在大气条件下,测得(质量分数/%)10CaO-33BaO-49Al2O3-8TiO2和54CaO-21Al2O3-6MgO-6SiO2-13CaF22种渣系的氮容量分别为10-6和10-5次方数量级。采用氧化镁坩埚测定了氮在钢与炉外精炼常用渣之间的分配系数

在熔渣脱氮动力学实验的基础上,利用双膜传质理论建立了相应的数学模型,根据该模型可预测熔渣脱氮的反应进程,并可通过分析模型的数学表达式得出进一步提高熔渣脱氮效果的措施和加速脱氮反应的途径

以河北宣化赤铁矿为主要原料,采用熔融还原法炼铁和浇铸工艺制备熔渣微晶玻璃,获得了可用于炼钢的生铁原料和建筑装饰用微晶玻璃.利用正交试验设计方法探讨了不同原料配比组成条件下渣铁分离和熔渣微晶玻璃晶化的效果,确定了可用于工业试验的最佳原料配比(质量配比)为:赤铁矿石77.3%,氧化铝粉2.2%,生石灰13.7%,萤石5%,氧化钠1.8%,焦炭5.5%.并通过光学显微分析、X射线衍射分析、物理化学性能测试等手段确定了微晶玻璃的物相组成及性能特征

在真空或真空低吹氩条件下,研究了CaO-BaO-Al2O3-TiO2,CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2渣对钢液脱氮的影响。结果表明,熔渣降低真空脱氮速率,底吹氩能减少熔渣对真空脱氮的阻力