高铝高炉渣流动性及结构研究

发布时间：2023-10-08 19:04

　　钢铁生产中一直奉行“炼钢就是炼渣”这样一句格言,可见炉渣在冶炼工艺中的重要性和研究其冶金物理化学性能的必要性。近年来,随着钢铁产量迅速增大,产能显著过剩,国内钢铁企业之间以及国际之间的竞争日益激烈。购买和利用低品位矿石降低生产成本已经成为企业首要任务,大量低品位铁矿石用于生产使得高炉渣中Al₂O₃含量升高,这已成为高炉生产中普遍面临的问题。而基于硅酸盐炉渣体系的高温物理化学知识体系已经无法满足高铝质铁矿资源高炉冶炼工艺的需求。基于此,为保证炉渣具有合适的流动性及其他良好的冶金性能以满足高炉高效生产,研究Al₂O₃含量对炉渣冶金物理化学性质和结构的影响,阐明铝硅酸盐型高炉渣体系性质与结构的关系,弄清Al₂O₃作为两性氧化物在结构上演变的规律及对宏观性质的影响,能为我国高炉大规模使用高铝质铁矿提供科学依据和技术支持。本文以CaO-SiO₂–9.0 mass%MgO–Al₂O₃–1.0 mass%...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 高炉渣的概述
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外高Al₂O₃研究概况
        1.2.2 国内高Al₂O₃研究概况
    1.3 炉渣结构研究
        1.3.1 结构模型理论
        1.3.2 结构研究方法
        1.3.3 Raman光谱和NMR在炉渣结构中的研究
    1.4 Al₂O₃在炉渣粘度模型中的作用
    1.5 课题学术意义和研究内容
2 CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-TiO₂渣系理论计算
    2.1 FactSage理论计算
    2.2 FactSage理论计算炉渣粘度
    2.3 FactSage理论计算炉渣液相区
    2.4 本章小结
3 CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-TiO₂渣系流动性研究
    3.1 实验设备
    3.2 粘度实验过程及方案
    3.3 定点粘度实验结果及分析
        3.3.1 Al₂O₃含量对粘度的影响
        3.3.2 Al₂O₃/SiO₂对粘度的影响
    3.4 粘滞活化能
        3.4.1 Al₂O₃含量对粘滞活化能的影响
        3.4.2 Al₂O₃/SiO₂对粘滞活化能的影响
    3.5 粘温曲线及熔化性温度
        3.5.1 Al₂O₃含量对粘温曲线及熔化性温度的影响
        3.5.2 Al₂O₃/SiO₂对粘温曲线及熔化性温度的影响
    3.6 本章小结
4 分子动力学计算
    4.1 分子动力学计算流程
    4.2 计算模型建立
    4.3 键长及配位数计算
    4.4 炉渣结构计算结果
    4.5 本章小结
5 CaO-Al₂O₃渣系Raman光谱研究
    5.1 实验方法
    5.2 CaO-Al₂O₃渣系XRD结果
    5.3 CaO-Al₂O₃渣系Raman结果
    5.4 本章小结
6 CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-TiO₂渣系结构研究
    6.1 实验方法
    6.2 Raman光谱聚合结构定量分析
    6.3 Al₂O₃含量对炉渣结构的影响
    6.4 Al₂O₃/SiO₂对炉渣结构的影响
    6.5 粘度与结构的关系
        6.5.1 粘滞活化能与结构关系
        6.5.2 粘滞活化能与指前因子的关系
        6.5.3 粘度与结构的关系
    6.6 炉渣粘度模型
    6.7 本章小结
7 结论
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读学位期间发表的学术论文目录
    B. 作者在攻读学位期间参加的学术活动
    C. 作者在攻读学位期间参加的科研项目



本文编号：3852609