采用含TiO2渣系可以解決電渣重熔過程普遍存在鈦燒損和電渣錠軸向成分不均勻的問題,但是電渣錠表面經(jīng)常出現(xiàn)表面渣溝和波紋狀缺陷。此外,大型電渣重熔過程金屬液中Ti被氧化導致渣中TiO2不斷積累,引起渣的物理性能和渣-金反應條件變化,也會造成電渣錠表面質(zhì)量和成分不均勻性問題。這些缺陷均與含TiO2渣的物理性質(zhì)和渣-金反應性密切相關。因此,研究TiO2含量對電渣重熔用渣的物理性質(zhì)、電渣錠成分和夾雜物的影響對生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)含鈦電渣錠具有重要的指導意義。TiO2含量對CaF2-Al2O3-CaO-TiO2渣結晶行為的影響研究表明,渣中TiO2含量由4.2 mass%增加至16.8 mass%時,渣的結晶溫度降低,渣的液相線溫度由1439℃降低至1290℃。在連續(xù)冷卻過程中,渣中結晶相均為11CaO·7Al2O3·CaF2、CaTiO3和CaF2。隨著渣中TiO2含量增加,渣中主要結晶相由11CaO·7Al2O3·CaF2轉(zhuǎn)變?yōu)镃aTiO3。渣中第一類結晶相的形核速率是恒定的,為界面反應控制的一維長大。增加渣中TiO2含量降低11CaO·7Al2O3·CaF2結晶所需的渣中CaO的活度,從而抑制渣的結晶...

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 電渣重熔用渣的研究進展
        2.1.1 電渣重熔渣的冶金作用
        2.1.2 電渣重熔渣物理性質(zhì)研究
        2.1.3 電渣重熔過程熔渣成分變化研究
    2.2 電渣重熔含鈦鋼和合金研究進展
        2.2.1 電渣重熔含鈦鋼和合金成分控制的研究
        2.2.2 含TiO₂電渣重熔用渣的研究進展
    2.3 電渣重熔渣對電渣錠冶金質(zhì)量的影響
        2.3.1 渣對電渣錠表面質(zhì)量的影響
        2.3.2 渣對電渣錠成分的影響
        2.3.3 渣對電渣錠中夾雜物的影響
    2.4 課題研究的背景及內(nèi)容
        2.4.1 研究背景
        2.4.2 研究內(nèi)容
3 TiO₂對電渣重熔用渣結晶行為的影響
    3.1 含TiO₂電渣重熔用渣成分確定
    3.2 實驗研究
        3.2.1 渣樣制備
        3.2.2 非等溫結晶實驗
        3.2.3 SEM-EDS和XRD分析
    3.3 TiO₂對渣結晶性能的影響
        3.3.1 渣中結晶相類型及結晶順序的研究
        3.3.2 TiO₂對渣結晶溫度和液相線溫度的影響
        3.3.3 渣中結晶相SEM-EDS結果
        3.3.4 含TiO₂渣在結晶器內(nèi)行為
    3.4 含TiO₂電渣重熔用渣結晶動力學分析
        3.4.1 TiO₂含量對渣結晶速率的影響
        3.4.2 含TiO₂電渣重熔用渣結晶機理研究
        3.4.3 TiO₂含量對有效結晶活化能的影響
    3.5 本章小結
4 TiO₂對電渣重熔用渣結構和粘度的影響
    4.1 實驗過程
        4.1.1 渣樣制備
        4.1.2 XRD分析
        4.1.3 拉曼光譜測試
    4.2 TiO₂對電渣重熔用渣結構的影響
    4.3 TiO₂對電渣重熔用渣粘度的影響
        4.3.1 電渣重熔用渣粘度預測模型的選擇
        4.3.2 電渣重熔用渣粘度預測模型參數(shù)的確定
        4.3.3 電渣重熔用渣粘度預測
    4.4 本章小結
5 含TiO₂電渣重熔用渣對電渣錠成分的影響
    5.1 含TiO₂電渣重熔用渣對電渣錠主要成分的影響
        5.1.1 電渣重熔實驗
        5.1.2 電渣錠中Ti、Al及Si含量變化
        5.1.3 電渣錠中Ti、Al及Si含量變化的熱力學分析
    5.2 電渣錠中氧、氮和硫含量變化
        5.2.1 電渣錠中氧含量變化分析
        5.2.2 電渣錠中氮含量變化分析
        5.2.3 電渣錠中硫含量變化分析
    5.3 電渣重熔過程成分變化的動力學分析
        5.3.1 電渣重熔過程成分變化動力學模型的建立
        5.3.2 電渣重熔過程成分變化動力學模型參數(shù)的確定
        5.3.3 電渣重熔過程成分變化動力學模型的應用
    5.4 本章小結
6 含TiO₂電渣重熔用渣對電渣錠中夾雜物的影響
    6.1 電渣錠夾雜物數(shù)量和尺寸分布
        6.1.1 實驗分析方法
        6.1.2 電渣錠中夾雜物的數(shù)量分析
        6.1.3 電渣錠夾雜物尺寸分布
    6.2 電渣重熔過程夾雜物類型的變化
        6.2.1 自耗電極中的夾雜物
        6.2.2 金屬熔池中的夾雜物
        6.2.3 電渣錠中的夾雜物
    6.3 電渣重熔過程夾雜物的轉(zhuǎn)變機理
        6.3.1 TiN夾雜物的轉(zhuǎn)變機理
        6.3.2 氧化物夾雜的轉(zhuǎn)變機理
    6.4 本章小結
7 結論
8 創(chuàng)新點
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3824494