【摘 要】
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铝灰为危废,但也是一种再利用价值较高的工业固废,其含有的金属铝和氧化铝等物质可用作精炼渣改质剂,同时还能减少对环境的污染。稀土精矿中含有大量稀土氧化物,用于分析稀土氧化物,并进一步制备稀土合金,稀土合金在钢铁冶炼过程中有净化钢液等方面的作用。本文将利用二者作为精炼渣改质剂,以CaO-MgO-SiO2-Al2O3-CaF2渣系为基础,采用Factsage软件计算与实验相结合的方法,研究了铝灰、稀土精
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铝灰为危废,但也是一种再利用价值较高的工业固废,其含有的金属铝和氧化铝等物质可用作精炼渣改质剂,同时还能减少对环境的污染。稀土精矿中含有大量稀土氧化物,用于分析稀土氧化物,并进一步制备稀土合金,稀土合金在钢铁冶炼过程中有净化钢液等方面的作用。本文将利用二者作为精炼渣改质剂,以CaO-MgO-SiO2-Al2O3-CaF2渣系为基础,采用Factsage软件计算与实验相结合的方法,研究了铝灰、稀土精矿对精炼渣熔点、黏度、脱硫、脱氧性能以及钢中夹杂物的影响。铝灰的加入对实验渣的熔点、熔化性温度和黏度产生明显的影响,使精炼渣体现出较好的脱氧、脱硫效果。随着铝灰配比的增加,精炼渣的熔点、熔化性温度、黏度呈现先降低后升高的趋势。铝灰加入量为15%时,精炼渣的熔点为1310℃、熔化性温度1351℃,具有较好的流动性。随着铝灰配比的增加,钢中氧含量、含硫量呈现先降低后升高的趋势,铝灰加入量为15%时精炼渣脱氧、脱硫效果最好,加渣后钢中游离氧含量减少77.31ppm,硫含量降低到0.0046%。以渣中铝灰配比为15%的基础上进行了配加稀土精矿实验,研究结果表明随着稀土精矿配比的增加,精炼渣熔化温度逐渐增加,精炼渣脱氧效果有变差趋势,钢中硫含量逐渐增加,脱硫效果变差。当稀土精矿配比从10%增加到30%,实验渣熔化温度从1300℃上升到1380℃,钢中游离氧含量从63.93ppm上升到75.12ppm,钢中硫含量从0.0068%上升到0.0141%。加入铝灰、稀土精矿改质精炼渣后,钢中夹杂物数量有所增加,但夹杂物尺寸减小,夹杂物平均粒径由5-10μm降低为2-5μm。钢中夹杂物主要有:MnS夹杂物、Al2O3夹杂物、以Al2O3为主要成分且伴有CaO、MgO等其他氧化物的复合型夹杂物、以Al2O3为核心,外层被MnS夹杂物等物质包裹的复合型夹杂物。对添加稀土精矿的渣系,冶炼时加入Si-Ca-Ba脱氧剂,与之对比,另一组冶炼时加入Ce-Fe合金。两种方式冶炼后,钢中夹杂物数量、夹杂物尺寸变化不大,在8.49×10~5μm~2面积内,夹杂物数量维持在400-600个之间,夹杂物平均粒径为2-5μm。加入Si-Ca-Ba合金后,夹杂物种类主要有:以Ce-S-Ti-O夹杂物为核心,外层附着MnS夹杂物和Ce-S-O夹杂物的复合型夹杂物、以Ce-S-Al-Ti-O夹杂物为核心,外层包裹着MnS夹杂物的复合型夹杂物。加入Ce-Fe合金后,夹杂物种类主要有:Ce-S-Ti-O复合夹杂物、以Ce-S-Ti-O夹杂物为核心,外层附着MnS夹杂物和Ce-S夹杂物的复合型夹杂物。且两种合金加入后,多数夹杂物近似球形,说明冶炼期间如果以Si-Ca-Ba作为脱氧剂,在渣中加入稀土精矿,可以起到和加入稀土金属同样的效果。
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