【摘要】：金屬熔體和熔渣組元活度是冶金過程重要的熱力學(xué)性質(zhì),本文基于分子相互作用體積模型(MIVM)及其偽多元法,預(yù)測(cè)了含鈦爐渣以及含鈦鐵液中的組元活度,并探討了釩鈦磁鐵礦高爐冶煉過程中Ti元素在渣-金間的平衡分配。豐富了釩鈦資源冶煉熱力學(xué)基本數(shù)據(jù),為生產(chǎn)實(shí)踐奠定了理論基礎(chǔ)。二元系活度是多元系熱力學(xué)及其相平衡研究必不可少的數(shù)據(jù)。周國治等提出了由二元相圖提取活度的公式,但其算法都是以二元相圖的端值為初值開始計(jì)算組元活度的,該算法并不適用于缺少端值的不完整相圖,而實(shí)驗(yàn)測(cè)定的在有限濃度范圍的不完整相圖是廣泛存在的。因此,在該公式的計(jì)算步驟上進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后算法的可行性在合金體系和氧化物渣系中得到了驗(yàn)證。對(duì)Bi-In、Al-Cd、CaO-SiO2及MnO-TiO2等不完整相圖進(jìn)行了組元活度的提取,其結(jié)果相對(duì)實(shí)驗(yàn)值的誤差均在30%以內(nèi),這表明改進(jìn)的算法能有效解決由不完整相圖提取組元活度的問題。并采用改進(jìn)的算法對(duì)缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的含鈦二元渣系MgO-TiO2、Al2O3-TiO2、SiO2-TiO2和CaO-TiO2等進(jìn)行了活度提取,為后面多元渣系的研究提供熱力學(xué)參考數(shù)據(jù)。應(yīng)用MIVM偽多元法和共存理論模型分別預(yù)測(cè)了FeO-MnO-SiO2、 FeO-MnO-TiO2以及MnO-SiO2-TiO2等渣系中各組元的活度,對(duì)比兩種模型預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值的誤差表明,MIVM偽多元法預(yù)測(cè)熔渣體系組元活度具有更好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。分別預(yù)測(cè)了Al2O3-FeO-MnO-SiO2四元渣系中組元MnO及FeO的活度,以及Al2O3-CaO-MgO-SiO2-TiO2五元渣系中組元TiO2的活度,其預(yù)測(cè)值與對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)值符合較好。探討了五元渣系中組元TiO2活度的變化規(guī)律,所得結(jié)論與相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究規(guī)律一致�；贛IVM,預(yù)測(cè)了Fe-C-Mn熔體中組元Mn的活度、Fe-C-Si熔體中組元Si的活度,并與Wagner公式、馬中庭的Wagner型公式、Pelton等的Wagner型公式的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較,四類預(yù)測(cè)值相對(duì)試驗(yàn)值的誤差分析表明,MIVM的預(yù)測(cè)結(jié)果整體上較為準(zhǔn)確且與馬中庭的Wagner型公式預(yù)測(cè)精度較為接近。利用MIVM計(jì)算并繪制了1873K下Fe-C-Ti熔體中各組元的等活度曲線,討論了碳飽和Fe-Csat-Si-Ti熔體中鈦活度系數(shù)變化的一系列規(guī)律。應(yīng)用所建立的含鈦爐渣及含鈦鐵液組元活度計(jì)算模型初步預(yù)測(cè)了TiO2的理論還原量和Ti的理論生成量,得出Ti在熔渣CaO-MgO-Al2O3-SiO2-TiO2與碳飽和鐵液Fe-Csat-Si-Ti間的平衡分配系數(shù),并探討了一氧化碳分壓、熔渣堿度及溫度等對(duì)Ti的平衡分配系數(shù)的影響,為控制Ti02的過量還原提了供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF534

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2768255