基本信息
- 項目名稱：
- CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3無氟精煉渣的相圖計算研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 本作品計算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，也可為研究與此相關(guān)的無機非金屬材料提供理論指導，同時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報道。
- 詳細介紹：
- 冶金企業(yè)廣泛使用的精煉渣、鐵水預處理渣、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性能，但同時也加重了對冶金設(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，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)熱力學計算軟件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對環(huán)境產(chǎn)生負面影響。本研究目的是通過相圖計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四元系熔點的影響。
科學性、先進性及獨特之處
- 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對環(huán)境產(chǎn)生負面影響。從目前文獻看CaF2 在渣中主要起到助熔的作用，降低渣的熔點，本研究通過相圖計算研究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報道。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 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，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，也可為研究與此相關(guān)的無機非金屬材料提供理論指導。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，實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，有著十分重要的意義。
學術(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對環(huán)境造成負面影響。CaO、SiO2、Al2O3、MgO是冶金渣系的主要組成，B2O3在冶金中的應用研究越來越多，本研究通過相圖計算，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??；B2O3能有效地降低CaO-SiO2-Al2O3-MgO（8%）四元系CaO側(cè)的熔點，但Al2O3側(cè)由于有9Al2O3?2B2O3新相生成，熔點有所升高；精煉渣中MgO的適宜含量為5~8%，B2O3的含量不宜超過8%。
獲獎情況
- 已投Journal of Iron and Steel Research International
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
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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，而精煉渣的熔點對精煉的效果、精煉時間、精煉能耗、和產(chǎn)量有重要影響。目前為了降低精煉渣熔點，大量添加CaF2助熔，而CaF2在使用中和使用后都會對環(huán)境、人和動植物產(chǎn)生不利影響，為了實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，必須尋找其替代物。有文獻報道B2O3可以起到很好的助熔作用，并研究了B2O?3對渣熔點和粘度的影響，但相關(guān)研究都是比較分散的實驗研究，沒有普遍的理論指導意義。本作品采用相圖計算的方法，研究了CaO-SiO2-Al2O3-MgO和CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3 多元相圖，而且CaO-SiO2-Al2O3-MgO-B2O3多元相圖在文獻中未見相關(guān)報道，該相圖對B2O3在冶金渣中的應用具有普遍的理論指導意義，且該相圖對研究與此相關(guān)的無機非金屬材料也有理論指導意義。
