《非均相含鈦冶金熔渣流變特性及表征方法研究》是依託東北大學，由姜濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：非均相含鈦冶金熔渣流變特性及表征方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：姜濤
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
以我國典型的氣-固-液共存含鈦高爐熔渣為研究對象，在現有冶金熔渣理論和實驗研究基礎上，採用流變學原理與冶金物理化學相結合、實驗測量與理論分析相結合的研究方法，深入開展含鈦熔渣流變特性及流變現象表征方法的實驗研究，正確揭示並驗證含鈦熔渣的非牛頓流體特性。重點研究：具有內生和外來氣固質點的非均相冶金熔渣的流變規律、非均相含鈦熔渣非牛頓流體特性的實驗表征、均相牛頓熔渣向非均相非牛頓熔渣的轉變過程及影響因素，建立流變學本構方程，確定流變特性參數，判定其非牛頓流體類型，為深刻認識非均相含鈦熔渣生成、演變的物理化學規律及其在冶金過程中的作用奠定理論和實驗基礎。該研究不僅對強化釩鈦磁鐵礦高爐冶煉具有重要理論和現實意義，而且對其它冶金高溫熔體的形成與穩定也具有重要的理論指導和借鑑作用。
結題摘要
項目背景：釩鈦磁鐵礦在高溫、強還原度的條件下，TiO2被還原成高熔點的TiC、TiN和其固溶體Ti(C,N)，形成了複雜的氣-固-液三相，引起生產中的一系列問題，如鐵損大、泡沫渣等。為了解決上述問題，有必要對非均相含鈦熔渣的物理化學性質作細緻的研究。主要研究內容：(1)TiC、TiN含量對含鈦熔渣粘度的影響；(2)TiC、TiN含量對含鈦熔渣溶化性溫度的影響；(3)TiO2含量對含鈦熔渣流變特性及本構方程的影響；(4)TiC含量對含鈦熔渣流變特性及本構方程的影響；(5)煤粉含量對含鈦熔渣流變特性及本構方程的影響；(6)煤粉粒度對含鈦熔渣流變特性及本構方程的影響；(7)Cr2O3含量對含鈦熔渣流變特性及本構方程的影響；(8)V2O5含量對含鈦熔渣流變特性及本構方程的影響；(9)含鈦熔渣的導電性；(10)含鈦熔的渣剪下稀化現象；(11)含鈦熔渣的觸變特性；(12)含鈦熔渣的電流變特性；(13)含鈦熔渣的Weissenberg效應。關鍵數據：TiC含量低於4%時，粘度隨溫度的變化趨勢平緩；當TiC含量達到8%時，隨溫度降低，粘度變大的速度增快。TiC含量從2%增加到8%時，熔渣的融化性溫度從1385℃降低到1350℃；當TiN含量從2%增加到8%時， 熔渣溶化性溫度從1385℃降低到1320℃。TiC含量大於4%時，熔渣內部出現屈服應力，熔渣為非牛頓流體；當煤粉含量大於4%時，熔渣為非牛頓流體；當Cr2O3、 V2O5含量為0.5%，溫度小於1450℃時，熔渣為非牛頓流體。TiC含量為2%時，熔渣的電導率最低，繼續增加TiC的含量，可提高爐渣的電導率。TiC含量大於4%時，熔渣具有明顯的剪下稀化現象。TiC含量大於4%時，熔渣體系具有觸變特性。TiC含量為8%時，熔渣具有電流變特性。TiC含量為0%、4%、8%時，熔渣均不具備Weissenberg效應。重要成果及科學意義:一是對含鈦熔渣物理化學性質做了詳細的研究，這些研究工作，對進一步系統、深化認識含鈦熔渣的物理化學性質，具有重要的理論指導作用。二是通過自行改造實驗設備和設計實驗方案，對典型的非牛頓流體現象進行了表征和分析，這些表征和分析結果，進一步驗證了含鈦熔渣的非牛頓特性。三是驗證含鈦熔渣非牛頓現象所使用的設備、表征的方法對於其他相似的研究，有一定的借鑑作用。
