基本介紹
- 中文名：Al2O3和TiOx在CaO-CaF2-SiO2渣系的熱力學研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：束奇峰
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
合金鋼（如含鈦不鏽鋼及高鋁TRIP鋼）中的合金元素在連鑄過程中容易與連鑄保護渣反應，造成合金的損失並影響保護渣的成分和性能。理解爐渣-金屬反應，控制金屬和爐渣成分變化亟需連鑄保護渣的熱力學性質數據支持。本項目將對Al2O3和TiOx在CaO-CaF2-SiO2基渣系中的熱力學進行研究。包括研究CaO-CaF2-SiO2-Al2O3系在1400-1500C，Al2O3=0-30%下和CaO-CaF2-SiO2-TiOx系在1400-1500C，TiOx=0-20%下的相平衡。測定1500 C下 CaO-CaF2-SiO2-Al2O3系中Al2O3的活度和CaO-CaF2-SiO2-TiOx系中TiOx的活度以及研究CaO/SiO2, CaF2含量對活度的影響。建立含CaF2和/或TiOx的熔渣熱力學模型。
本項目將為最佳化和控制含鈦不鏽鋼和TRIP鋼連鑄保護渣成分提供理論指導。
結題摘要
合金鋼（如含鈦不鏽鋼及高鋁鋼）中的合金元素在連鑄過程中容易與連鑄保護渣反應，造成合金的損失並改變保護渣的成分和性能。理解爐渣-金屬反應，控制金屬和爐渣成分變化亟需連鑄保護渣的熱力學性質數據。
本項目對Al2O3和TiOx在CaO-SiO2基渣系中的熱力學和結構進行了基礎研究。研究CaO-CaF2-SiO2-Al2O3系在1250ºC，CaF2%=15%下的相平衡，構築了等溫截面圖。研究CaO-CaF2-SiO2-TiOx系在1400ºC，1350 ºC和1300ºC，TiOx=3%下的相平衡，確定了不同鹼度下晶體的析出次序。 利用Raman光譜和核磁共振研究了CaO-CaF2-SiO2-Al2O3系的結構，發現Al主要存在於AlO4中，體系聚合度隨著Al2O3/SiO2上升而上升。研究了CaO-CaF2-SiO2-TiOx體系的結構，發現TiO2的加入會增加體系的聚合度，F主要以Ca-F鍵形式存在。 測定1500 ºC下 CaO-CaF2-SiO2-Al2O3系中Al2O3的活度和SiO2的活度。發現Al2O3的活度係數隨著CaO/Al2O3增加而下降。測定了CaO -Al2O3-B2O3體系中Al2O3的活度，發現Al2O3的活度係數隨著CaO/Al2O3增加而下降。測定了CaO-SiO2-TiOx系中SiO2的活度。發現活度係數隨SiO2含量上升而下降。建立了含CaF2和/或TiOx的熔渣熱力學模型，計算了一些體系的熱力學活度和相圖數據，計算結果與文獻實驗數據符合很好。
本項目為最佳化和控制含鈦不鏽鋼和TRIP鋼澆鑄中連鑄保護渣成分提供熱力學的支持。
