熔渣的化学统计热力学模型的应用

本文介绍了基于化学统计热力学的熔渣模型，模型考虑到多元氧化物熔体由氧离子与其周围的阳离子组成的“晶胞”构成，并通过化学统计效力学的推导，利用少量的二元氧化物系热力学参数计算复杂的三元及多元氧化物系的热力学性质．利用此模型，计算了钢中生成的氧化物夹杂的成分，计算与实验结果一致．

利用熔渣规则溶液模型计算渣铁间S、P分配比

利用Lumsden熔渣规则溶液模型能够计算渣中各组份的活度系数，从而能够用于计算渣铁间S、P分配比．

煤粉粒径对HNCERI气化炉碳转化率与固/液渣层分布的影响

以中国华能集团清洁能源技术研究院(Huaneng Clean Energy Research Institute,HNCERI)两段干粉加压气化炉为研究对象,采用考虑了焦炭颗粒表面气体组分扩散效应的随机孔模型计算焦炭气化反应速率以评估碳转化率。同时,耦合熔渣子模型计算气化炉一段壁面固液渣层分布特性和热损失,研究了煤粉粒径对HNCERI气化炉碳转化率和固液渣层分布特性的影响。结果表明所构建的模型可以准确预测气化炉出口主要气体组分组成、碳转化率和气化炉一段壁面热损失;气化炉一段碳转化率受固有气化速率和停留时间控制,二段主要受颗粒停留时间控制;因此,通过减小煤粉粒径可以减小气体在颗粒表面扩散阻力,有利于提高气化炉一段碳转化率,而适量增加煤粉粒径可以增加煤粉颗粒在气化炉二段的停留时间,有利于提高二段碳转化率。模拟结果显示煤粉颗粒粒径从20μm增加到200μm,一段碳转化率从99.68%降低到了95.06%,二段碳转化率从69.03%增加到了89%。煤粉粒径对气化炉上缩口和直段壁面液态渣层分布影响很小,但显著影响固态渣层厚度的发展。

GA-BP渣系活度预测模型及不锈钢脱氧机理

采用GA-BP神经网络模型对熔渣组元活度进行预测,通过对不同温度条件下不同组元渣系活度值的验证,证明了GA-BP渣系活度预测模型有较好的预测精度。在此基础上建立了奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢冶炼过程中钢液脱氧热力学模型。热力学模型表明,钢液中铬质量分数越高,脱氧越困难;奥氏体不锈钢铝脱氧条件下,镍质量分数越高,脱氧能力越差;任何情况下降低熔渣中脱氧产物的活度都有利于降低平衡条件下钢液中溶解氧质量分数。

H_2-C熔融还原条件下渣金间磷的分配比的试验研究

通过300kg级氢-碳熔融还原热模拟试验,从热力学角度分析了氢-碳混合熔融还原条件下磷的分配比,运用熔渣规则溶液模型计算了氧化钙、二氧化硅、氧化镁、氧化铝、氧化亚铁、五氧化二磷六元熔渣组分的活度、活度系数,进而计算出一定温度条件下熔渣的磷容量以及渣金平衡时磷分配比的理论值。通过比较理论计算得出的磷分配比与试验中磷的分配比的差异,解析产生差异的原因,进而为氢-碳混合熔融还原炼铁新工艺冶炼高磷铁矿提供参数。试验结果表明:用熔渣规则溶液模型计算渣金间的磷的分配比是合适的,氢-碳熔融还原工艺可以利用高磷铁矿。