FeO-SiO_2-MnO(-TiO_2)渣系与铁液间钒的分配行为及影响因素

实验研究了V在FeO-SiO2-MnO(-TiO2)渣系与铁液间的分配行为,以及温度、渣成分、渣铁比、铁水初始[Si]、[Ti]含量的影响趋势.结果表明,在FeO-SiO2-MnO渣系中,铁水中V的入渣率、V在渣-金两相的分配比以及渣的钒容量均随温度升高而降低,而铁水中C的氧化损失随温度升高而增加;渣铁比较低的情况下,V的入渣率明显降低,但两种渣铁比的情况下,V的最大入渣率均落在MnO含量13%～25%,SiO2含量12%～24%的成分范围内.在FeO-SiO2-MnO-TiO2渣系中,随渣中TiO2含量增加,铁水中V的入渣率、V在渣-金两相的分配比以及渣的钒容量随之降低,V2O3在渣中的活度系数随TiO2含量升高而升高.实验条件下,各因素对铁水中V的入渣率的影响程度按以下顺序依次降低:终渣成分>温度>铁水初始[Si]、[Ti]等元素含量.

炉渣组分对CaO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-MgO-Na_2O渣系与铁液间硫分配比的影响

针对高碱度高氧化铝的Ca O-Al_2O_3-Si O_2-Ti O_2-Mg O-Na_2O六元渣系,通过在1 773 K温度下测定其与铁液间的硫分配比,研究该渣系的脱硫性能.利用偏最小二乘法回归分析,建立了可较好预测硫分配比的回归方程,利用回归方程分析了炉渣碱度(mCa O/mSi O_2)、Mg O、Ti O_2、Al_2O_3以及Na_2O对硫分配比的影响.结果表明,当炉渣碱度大于2.9时,炉渣硫分配比均在140以上,表明该渣系具有较强的脱硫能力.在实验范围内,硫分配比随炉渣碱度的增加而提高.当碱度一定时,Mg O对硫分配比的影响不大,Ti O_2、Al_2O_3均使硫分配比降低,其中Al_2O_3降低硫分配比较为明显.硫分配比随Na_2O增加而增加,少量的Na_2O即可明显提高炉渣的脱硫能力.

含TiO_2三元渣系粘度计算模型

根据炉渣结构的共存理论与CaO -SiO2 -TiO2 三元渣系在不同温度和TiO2 成分下粘度的文献值 ,建立了此三元渣系的作用浓度和粘度计算模型。在模型计算过程中 ,采用MATLAB编制相应的计算程序 ,并绘制了 14 0 0℃、15 0 0℃在碱度R =0 .9～ 1.0之间、不同TiO2 含量下 ,渣系的粘度随TiO2 百分含量变化的曲线。结果表明TiO2 含量增加 ,其作用浓度增加 ,CaO -SiO2 -TiO2 三元渣系的粘度下降 ,并且温度升高粘度降低 ,计算值与实测值有很好的一致性 ,从而说明模型的合理性。

钒在FeO-SiO_2-MnO渣系与铁液间的分配行为

在实验室条件下，系统研究了1380℃下，钒在FeO—SiO2一MnO渣系与铁液间的分配行为。结果表明：钒的提取率、钒在渣一金两相的分配比、渣的钒容量随渣中SiO2的质量分数升高而降低。在SiO2的质量分数较低时，以上参数随MnO质量分数的增加而升高。而在SiO2的质量分数较高（〉20％）时，随MnO质量分数的增加呈现先升高后降低的趋势。FeO-SiO2一MnO三元渣系中，siO2的质量分数为10％～20％、MnO的质量分数为13％～5％时，以上参数达到最大值，且该区域对应着FeO-SiO2一MnO渣系熔点最低的区域。V2O3在FeO-SiO2一MnO渣系中活度系数的数量级为10^-6～10^-7。

含钒渣系活度计算模型及应用

为研究转炉提钒的热力学,构建FeO-MgO-MnO-SiO_2-V_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2七元渣系活度计算模型.利用此模型研究了影响钒渣中V_2O_3活度的因素,认为降低提钒终点温度,提高炉渣中的氧化铁含量,有利于降低钒渣中V_2O_3活度,提升转炉提钒的效率.通过活度模型计算得到,在低钒铁水和高钒铁水提钒过程中,碳钒临界转化温度分别为1313℃和1376℃.

炉渣组分对CaO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-MgO-Na_2O渣系粘度的影响

针对高碱度高氧化铝含氧化钠的CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O六元渣系,采用有限制的混料均匀设计方法设计实验,在1773K温度熔融还原条件下测定了该渣系的粘度.利用偏最小二乘法回归分析,建立了炉渣组分与粘度的回归方程,利用回归方程分析了炉渣碱度[w（CaO）/w（SiO2）],MgO,TiO2,Al2O3及Na2O对炉渣粘度的影响.结果表明,回归方程拟合的关联系数RC2为0.9945,方程可很好地预测该渣系的粘度.在实验范围内,炉渣粘度随碱度的增加而增加.碱度一定时,炉渣粘度随MgO,Al2O3,Na2O含量的增加而逐渐降低,随着TiO2的增加先降低后增加.当炉渣碱度小于3.1、MgO质量含量大于4%、Al2O3大于20%、TiO2在3.1%～6.1%、Na2O大于0.75%时,1773K温度下炉渣粘度均小于2Pa×s,此时渣系粘度完全满足实际冶炼要求.

高稀土氧化物渣系熔化温度的测定

稀土钕铁硼、稀土储氢合金、镍氢电池电极等稀土废料经选择性氧化还原-渣金熔分处理后,其中的稀土以氧化物形态富集在熔分渣中,采用半球法对熔渣体系的熔化温度进行研究,以得到稀土氧化物含量高、熔化温度适宜的熔渣体系.结果表明,REO-SiO_2-Al_2O_3-FeO-B_2O_3渣系的熔化温度随REO含量降低、FeO含量增加而降低;REO-SiO_2-Al_2O_3-MnO渣系的熔化温度随REO含量降低而降低,60%(Pr,Nd)Ox-19.3%SiO_2-9.7%Al_2O_3-7%FeO-4%B_2O_3和55%(La,Ce)Ox-25.3%SiO_2-12.7%Al_2O_3-7%MnO渣系稀土氧化物含量高(适中)、熔化温度适宜,是最优的熔渣配比,可分别作为从钕铁硼废料和稀土储氢合金、镍氢电池电极废料中提取稀土的基础渣系.

高锰钢堆焊焊条的研制及测试

高锰钢应用广泛,具有明显的加工硬化效果.针对高锰钢堆焊及补焊,设计、试制了高锰钢耐磨堆焊焊条,并且对焊条的工艺性能和使用性能进行了测试研究.该焊条采用CaO-CaF2-TiO2碱性低氢型渣系,具有引弧好、稳弧好、吹力大、稳定性好、成型好、工艺性能稳定等优点.测试结果表明:焊条的工艺性能良好,加工硬化效果明显.

钢渣中FeO活度对硫分配比的影响

利用FactSage软件绘制了渣系CaO-SiO_2-FeO-MgO(10%)-MnO(7%)的等硫分配比图,分析了FeO/SiO_2比、FeO质量分数和碱度对硫分配比的影响。分析结果表明:当CaO质量分数一定时,渣钢间的硫分配比随着FeO/SiO2比的增加而逐渐增加。在转炉炼钢碱度范围内,当FeO质量分数一定时,Ls随碱度的增加而增加;当碱度一定时,在低碱度范围内,硫分配比随着FeO质量分数的增加而增加,在高碱度范围内,硫分配比随着FeO质量分数的增加而减少。

利用铜渣制备铁硫合金的实验研究

火法炼铜过程中产生的铜渣含有较高的有价金属,结合前期实验研究,提出了利用铜渣、硫铁矿和增炭剂混合制备能消除沉降电炉炉结的铁硫合金的新方法。结合工业应用条件,控制碳的加入量使铜渣中的铁橄榄石还原成单质Fe和铁硅比为2.9的共晶体残渣,实现了渣与合金因密度和熔点差异自动分离。结合FeO-SiO2二元系相图,并利用XRD、XRF研究了最佳制备温度、保温时间、碳粒度、碳添加比对铁硫合金密度和残渣铁硅比的影响,分析了铜渣中Fe、Cu、Ni的回收效果。结果表明:最佳制备温度1350℃、保温时间30min、碳粒度小于96μm、碳添加比1.6,此时制备出的铁硫合金满足消除炉结要求,且残渣易分离;铜渣中Fe回收率为33.52%,Cu回收率为95.34%,Ni回收率为100%。