高碳铬铁和氧化钼直接合金化冶炼过程热力学分析

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1、第２６卷第９期钢铁研究学报Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．９２０１４年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１４ＤＯＩ：１０．１３２２８／ｊ．ｂｏｙｕａｎ．ｉｓｓｎ１００１－０９６３．２０１３０２８９高碳铬铁和氧化钼直接合金化冶炼过程热力学分析曹磊１，王宏明１，陈卫文２，李桂荣１，殷小东２，刘琴杨２（１．江苏大学材料科学与工程学院，江苏镇江２１２０１３；２．常州茂盛特合金制品有限公司，江苏常州２１３１３５）摘要：基于直接还原理论，对高碳铬铁和氧化钼直接合金化冶炼过程进行了热力学分析。在共同作用理论基础上，建立了Ｃ

2、ａＯ－ＳｉＯ２－ＦｅＯ－ＭｏＯ３－Ｃｒ２Ｏ３渣系活度计算模型，分析了铁液和熔渣中各组元活度及对氧化钼直接还原合金化过程的影响。结果表明：在高碳铬铁铁液中饱和［Ｃ］和外配还原剂焦炭的作用下，将氧化钼直接合金化得到一种碳素铬钼铁合金是完全可行的。ＭｏＯ３在熔渣中活度很小，还原率高；高碳铁液中Ｃ、Ｃｒ元素有效降低了合金中Ｍｏ的活度，保证了Ｍｏ具有较高收得率，为铬钼铁合金的冶炼提供了理论依据。关键词：直接合金化；氧化钼；高碳铬铁；热力学文献标志码：Ａ文章编号：１００１－０９６３（２０１４）０９－００２３－０４ＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｏｆ

3、ＤｉｒｅｃｔＳｍｅｌｔｉｎｇａｎｄＡｌｌｏｙｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｆＨｉｇｈ－ＣａｒｂｏｎＦｅｒｒｏｃｈｒｏｍｅａｎｄＭｏｌｙｂｄｅｎｕｍ１，ＷＡＮＧＨｏｎｇ－ｍｉｎｇ１，ＣＨＥＮＷｅｉ－ｗｅｎ２，ＬＩＧｕｉ－ｒｏｎｇ１，ＣＡＯＬｅｉ２，ＬＩＵＱｉｎ－ｙａｎｇ２ＹＩＮＸｉａｏ－ｄｏｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈａｎｇｚｈｏｕＭａｏｓｈｅｎｇｔｅＡｌｌｏｙＰｒｏｄｕｃｔｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，

4、Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ２１３１３５，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｒｅｃｔｓｍｅｌｔｉｎｇａｎｄａｌｌｏｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｉｇｈ－ｃａｒｂｏｎｆｅｒｒｏｃｈｒｏｍｅａｎｄｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．ＴｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｓｌａｇｓｙｓｔｅｍｏｆＣａＯ－ＳｉＯ２－ＦｅＯ－ＭｏＯ３－Ｃｒ２Ｏ３ｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｃｏｅｘｉｓ

5、ｔｅｎｃｅｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｅａｃｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｎｔｈｅｍｏｌｔｅｎｉｒｏｎａｎｄｓｌａｇａｎｄｔｈｅｉｒｅｆｆｅｃｔｓｏｎｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｄｉｒｅｃｔａｌｌｏｙｉｎｇｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓａｔｕｒａｔｅｄｃａｒｂｏｎｉｎｔｈｅｍｏｌｔｅｎｉｒｏｎｏｆｈｉｇｈ－ｃａｒｂｏｎｆｅｒｒｏｃｈｒｏｍｅａｎｄｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔａｎｔｃｏｋｅ，ｔｈｅｄｉｒｅｃｔａｌｌｏ－ｙｉｎｇｂｙｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍａｎｄｍａｋｉｎｇａｎｅｗ

6、ｔｙｐｅｏｆｃａｒｂｏｎＣｒ－Ｍｏｆｅｒｒｏａｌｌｏｙａｒｅｅｎｔｉｒｅｌｙｆｅａｓｉｂｌｅ．ＴｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＭｏＯ３ｉｓｌｏｗｉｎｔｈｅｓｌａｇ，ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｉｔｓｈｉｇｈｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｅ；ｔｈｅＣ，ＣｒｉｎｍｏｌｔｅｎｉｒｏｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＭｏｅｆｆｅｃ－ｔｉｖｅｌｙｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｄｔｈｅＭｏｗｉｔｈａｈｉｇｈｙｉｅｌｄａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｓｍｅｌｔｉｎｇＣｒ－Ｍｏｆｅｒｒｏａｌｌｏｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｒｅｃｔａｌｌｏｙｉｎｇ；ｍｏｌ

7、ｙｂｄｅｎｕｍｏｘｉｄｅ；ｈｉｇｈ－ｃａｒｂｏｎｆｅｒｒｏｃｈｒｏｍｅ；ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ目前，合金钢冶炼过程中合金元素主要是通过序，又可以降低添加合金元素成本，缩短冶炼周期，添加铁合金或金属单质的形式加入钢液，但铁合金此外还能解决炼钢过程中钼元素添加沉降难、挥发冶炼过程具有能耗高、对环境污染严重的特点，开发大的问题。但目前针对高碳铬铁用氧化钼直接合金不使用铁合金或者少用铁合金的合金钢冶炼工艺具化的理论分析还不够，特别是氧化钼的还原产率与［１］有重要意义。本文针对高碳铬铁用氧化钼直接合收得率控制方面还需在配渣、熔体成分控制等方面金化工艺

8、，即向熔融的高碳铬铁铁液中添加氧化钼进行系统优化。本文应用热力学原理对高碳铬铁和球，同时加入还原剂并造渣冶炼，实现氧化钼直接还氧化钼直接