论文题目: 含钛高炉熔渣吹炼过程及析出相的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 有色金属冶金
作者: 王明玉
导师: 涂赣峰,隋智通
关键词: 钛渣,富集,钙钛矿,氧化,模拟,动力学,转变分数
文献来源: 东北大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着含钛高炉渣应用研究的深入，其实验已达到吨级半工业规模，与之相应的基础研究已成为目前重要研究课题。本文系统研究了含钛高炉熔渣氧吹炼体系中钛的选择性富集和钙钛矿相的长大行为以及熔渣的性质变化特征，确定了各相关因素的影响规律，优化了含钛高炉渣中钛选择性析出的条件。 从理论和工艺两方面，讨论了含钛高炉渣钛利用过程中最佳钛富集相的选择，并通过现场实验得出了添加剂、氧化处理对钛选择性富集和长大的影响规律：钢渣的添加可以促进钛的富集，但超过一定比例可使熔渣黏度显著增加不利于熔渣的进一步氧化和渣中钙钛矿相的长大。吹氧化处理含钛熔渣的同时，钢渣和Si-Fe粉适当比例的添加可同时促进钛的富集和钙钛矿晶粒的长大，钛的富集度可达91％，钙钛矿晶粒尺寸大于30μm的为78.4％。 利用摄像法对浸入式侧吹气体在熔池中的穿透行为以及底吹条件下熔池的表面特征进行了实验研究。在实验基础上，通过量纲分析和讨论，得出了气体无量纲穿透深度与熔池表面突起高度和宽度的经验关系方程式： H／d=2.6Fr0.41(ρld1.5／η)0.19Hmax=3.055Q0.528W=2.21Q0.315η0.035通过对多孔喷吹渣罐内混合过程的模拟研究，得出了混合时间的关系式： τm=78.7ε-0.69η1.08 本文得出的以上经验关系式在半工业化实验中都得到了很好的应用，并取得了满意的效果。 通过对含钛高炉渣氧化过程中温度变化的测定，并结合理论计算，建立了模拟熔渣氧化过程温度变化的简易模型：模型计算氧化过程中的温度变化趋势与实测数值基本一致。由于氧化放热，温度-
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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 含钛高炉渣中钛选择性析出的前期研究成果与待解决问题
1.3 国内外相关文献的综述
1.3.1 喷射冶金的基础研究
1.3.2 含钛高炉渣氧化过程温度变化的研究
1.3.3 含钛高炉渣中钙钛矿的析出与长大过程研究
1.4 研究的目的与内容
第二章 钛富集相的选择及影响析出相形貌的因素
2.1 引言
2.2 最佳钛富集相的选择
2.2.1 选择的原则
2.2.2 渣中的矿物组成及特点
2.2.3 热力学分析
2.2.4 实验结果及分析
2.3 钛富集相形貌影响因素
2.3.1 无添加剂氧化过程
2.3.2 有添加剂氧化过程
本章小结
第三章 熔渣中喷吹气体与混合过程的模拟
3.1 引言
3.2 浸入式侧吹气流在熔池中的穿透行为研究
3.2.1 实验装置及方法
3.2.2 实验结果与分析
3.2.3 半工业化实验设计
3.3 渣罐底吹搅拌混合特性的模型研究
3.3.1 模拟实验的相似条件
3.3.2 实验方法
3.3.3 结果分析与讨论
3.4 熔池表面突起特性的模拟研究
3.4.1 实验方法
3.4.2 结果分析与讨论
本章小结
第四章 氧化过程熔渣性质变化
4.1 引言
4.2 熔渣氧化过程温度变化
4.2.1 实验
4.2.2 结果
4.2.3 描述熔渣动态氧化过程温度变化的模型
4.2.4 模型验证
4.3 熔渣氧化过程渣性能的变化特征
4.3.1 实验
4.3.2 实验结果及讨论
本章小结
第五章 氧化性熔渣中钙钛矿相析出与长大行为
5.1 引言
5.2 钙钛矿相析出动力学
5.2.1 实验过程
5.2.2 结果及讨论
5.3 钙钛矿相长大动力学
5.3.1 实验
5.3.2 实验结果及讨论
本章小结
第六章 结论
6.1 热力学研究部分
6.2 冷态模拟
6.3 氧化性含钛高炉渣的性质变化
6.4 氧化渣中钙钛矿相析出动力学
致谢
作者简介
博士期间发表的论文
发布时间: 2006-10-25
参考文献
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