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基本信息

項(xiàng)目名稱：
CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3無氟精煉渣的相圖計(jì)算研究
小類：
能源化工
簡介：
本作品計(jì)算CaO-SiO2-Al2O3-MgO和CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3多元相圖，可以為配制環(huán)保的無氟精煉渣提供理論指導(dǎo)，也可為研究與此相關(guān)的無機(jī)非金屬材料提供理論指導(dǎo)，同時(shí)對綠色冶金也具有積極意義。本作品研究的CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3五元系相圖未見文獻(xiàn)報(bào)道。
詳細(xì)介紹：
冶金企業(yè)廣泛使用的精煉渣、鐵水預(yù)處理渣、轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣中都含有一定量的氟化合物。向熔渣中加入氟化物，如螢石（CaF2），雖然可以改善渣的物理化學(xué)性能，但同時(shí)也加重了對冶金設(shè)備的腐蝕和對環(huán)境的污染。隨著我國鋼鐵企業(yè)對各種冶金渣的需求量不斷增多和政府對排放的限制越來越嚴(yán)，其不利的一面將表現(xiàn)地越來越突出。因此，降低熔渣中氟化物是非常必要的，本研究目的是通過相圖計(jì)算研究降低精煉渣中CaF2含量的方法，以減少對環(huán)境的危害。 常用精煉渣組成為：CaO、SiO2、Al2O3、MgO和CaF2。CaF2具有很好的助熔效果，但其負(fù)面影響亦較大，已有研究表明B2O3也具有很好的助熔性，為此本研究考慮添加B2O3。本研究考慮兩種渣系，一是CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元系，二是CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3五元系。用商業(yè)熱力學(xué)計(jì)算軟件FactSage來研究MgO對CaO-SiO2-Al2O3三元系和B2O3對CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元系熔點(diǎn)的影響，為配制低氟或無氟精煉渣提供依據(jù)。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

CaF2 在使用過程中和使用后都會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。本研究目的是通過相圖計(jì)算研究降低精煉渣中CaF2含量的方法?？紤]兩種渣系，一是CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元系，二是CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3五元系。用FactSage來研究MgO對CaO-SiO2-Al2O3三元系和B2O3對CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元系熔點(diǎn)的影響。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

目前鋼鐵企業(yè)在爐外精煉期間還大量使用CaF2 ，研究目標(biāo)主要集中在冶金效果提高方面，但是CaF2 在使用過程中和使用后都會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。從目前文獻(xiàn)看CaF2 在渣中主要起到助熔的作用，降低渣的熔點(diǎn)，本研究通過相圖計(jì)算研究CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3 無氟精煉渣，減少了對環(huán)境的危害。本作品研究的CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3五元系相圖未見文獻(xiàn)報(bào)道。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

隨著我國鋼鐵企業(yè)對各種冶金渣的需求量不斷增多和政府對綠色冶金的大力倡導(dǎo)，降低精煉渣中的氟化物是非常必要的，研究、開發(fā)新型的低氟精煉渣勢在必行。本作品可以為配制環(huán)保的無氟精煉渣提供理論指導(dǎo)，也可為研究與此相關(guān)的無機(jī)非金屬材料提供理論指導(dǎo)。此外，新型環(huán)保冶金渣系技術(shù)及其產(chǎn)品將對冶金工業(yè)節(jié)能減排、提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，有著十分重要的意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

CaF2在精煉期間大量使用，CaF2在使用期間和使用后都會(huì)對環(huán)境造成負(fù)面影響。CaO、SiO2、Al2O3、MgO是冶金渣系的主要組成，B2O3在冶金中的應(yīng)用研究越來越多，本研究通過相圖計(jì)算，研究了MgO對CaO-SiO2-Al2O3三元系和B2O3對CaO-SiO2-Al2O3-MgO（8%）四元系熔化性能的影響。結(jié)果表明MgO能夠擴(kuò)大CaO-SiO2-Al2O3三元系的液相區(qū)范圍，但對高堿度區(qū)和SiO2側(cè)的熔化性能影響較小；B2O3能有效地降低CaO-SiO2-Al2O3-MgO（8%）四元系CaO側(cè)的熔點(diǎn)，但Al2O3側(cè)由于有9Al2O3?2B2O3新相生成，熔點(diǎn)有所升高；精煉渣中MgO的適宜含量為5~8%，B2O3的含量不宜超過8%。

獲獎(jiǎng)情況

已投Journal of Iron and Steel Research International

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

爐外精煉是生產(chǎn)高附加值鋼種的必須工藝手段，爐外精煉渣的選擇對精煉效果至關(guān)重要，而精煉渣的熔點(diǎn)對精煉的效果、精煉時(shí)間、精煉能耗、和產(chǎn)量有重要影響。目前為了降低精煉渣熔點(diǎn)，大量添加CaF2助熔，而CaF2在使用中和使用后都會(huì)對環(huán)境、人和動(dòng)植物產(chǎn)生不利影響，為了實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，必須尋找其替代物。有文獻(xiàn)報(bào)道B2O3可以起到很好的助熔作用，并研究了B2O?3對渣熔點(diǎn)和粘度的影響，但相關(guān)研究都是比較分散的實(shí)驗(yàn)研究，沒有普遍的理論指導(dǎo)意義。本作品采用相圖計(jì)算的方法，研究了CaO-SiO2-Al2O3-MgO和CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3 多元相圖，而且CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3多元相圖在文獻(xiàn)中未見相關(guān)報(bào)道，該相圖對B2O3在冶金渣中的應(yīng)用具有普遍的理論指導(dǎo)意義，且該相圖對研究與此相關(guān)的無機(jī)非金屬材料也有理論指導(dǎo)意義。
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