158-铁浴法熔融还原熔渣的粘度计算模型与在线粘度计(黏度-)

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1、2002年7月重庆大学学报JUI.2002第25卷第7期JOUrnaIOfChOnggingUniversityVOI.25NO.7文章编号：1000-582X（2002）07-0063-04铁浴法熔融还原熔渣的粘度计算模型!董凌燕，邱贵宝，张丙怀（重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044）摘要：熔融还原工艺是钢铁工业的前沿技术之一。铁浴法熔融还原因近似周期性地加料，使得熔渣组成及性质在冶炼过程中具有动态变化特性。熔渣粘度对于冶炼过程有重要影响，熔渣粘度计算模型的建立可以对粘度进行快速预测。根据熔渣的离子结构理论及铁浴法熔融还原熔渣的特

2、点，建立了熔渣粘度计算的模型，并编制了计算程序。该模型与GeOrgesUrbain提出的建立在二元和三元熔体粘度数据基础上的多元渣系粘度计算模型比较，作者的计算值与测量值吻合更好。与测定的熔融还原渣系粘度比较，计算值与测定值吻合较好。该模型可较好地用于铁浴法熔融还原熔渣粘度的计算。关键词：熔融还原；熔渣；粘度中图分类号：TF534.1文献标识码：A熔融还原工艺是钢铁工业的前沿技术之一，铁浴此移动时需要的活化能也最大。（SiO4-）是最简单的4法熔融还原由于具有铁浴熔池温度高、搅拌条件好、反硅氧复合阴离子，实际上在熔融还原熔渣中由于组分应速度

3、快等特点而备受关注。我国制定的熔融还原工的变化，特别是渣中（FeO）的明显变化，（SiO4-）会聚4艺流程是采用球团矿竖炉预还原和铁浴终还原相结合合形成更为复杂的硅氧复合阴离子，如：（SiO6-）、27的流程。铁浴法熔融还原因近似周期性地加料，使得（Si3O96-）、（Si4O128-）等，这些离子半径比（SiO44-）半熔渣组成及性质在冶炼过程中具有动态变化特性。熔径大得多。因此硅氧复合阴离子是渣中主要的粘滞流渣粘度对于冶炼过程有重要影响，熔渣粘度计算模型动单元。金属阳离子半径小，其移动不影响熔渣的流的建立可以对粘度进行快速预测，为铁浴法

4、熔融还原动性，即不直接影响熔渣的粘度。金属阳离子的种类操作提供指导依据。和数量对熔渣粘度的作用是通过影响硅氧复合阴离子1粘度计算模型的建立的聚合程度而间接影响的。因此，熔渣的粘度不仅与温度有关，而且与熔渣的成分有关。熔渣的离子结构理论认为［1］，液态熔渣是由简单熔渣中硅氧复合阴离子的能量分布服从玻尔兹曼离子和复合阴离子构成，质点间的相互作用力是静电［2］分布，熔渣粘度与温度的关系可用指数规律表示为：力。离子理论并不否定液态中有氧化物或复合化合物的存在，可是它们不是电中性的分子，而是带电的离子E团。铁浴法熔融还原熔渣属于硅酸盐渣系，在高温熔!

5、=!(!)（1）0expRT融为均一液相情况下，渣中氧化物以离子形式存在。式中，—"指前系数，Pa.s；E"粘流活化能，!0!根据离子结构理论，熔渣中各种阳离子对阴离子主要J/mOI。为（O2-）的吸引力取决于它的静电势。静电势小的以式（1）两边取对数：单独的阳离子存在，静电势大的则以复合阴离子形式EIn!=In!0+!（2）存在。硅酸盐熔渣中硅氧复合阴离子的尺寸最大，因RT!收稿日期：2002-02-17基金项目：国家自然科学基金项目（59504003）作者简介：董凌燕（1969-），女，四川仁寿人，重庆大学博士，副教授。主要从事冶金物化

6、及钢铁冶金方向研究。64重庆大学学报2002年温度一定时，熔渣粘度仅与熔渣的成分有关。连铸保护a8=6l，a9=62，al0=63，all=64，al2=65，al3=渣与熔融还原渣都是低粘度的、在冶炼温度下可认为66。则式（2）简化为：是无固相质点的液态熔渣，曾有作者在假设In!、El30!与熔渣成分具有线性关系的条件下建立了保护渣粘度In!=a0+!aixi（5）i=l与组分的模型［3］，模型计算结果与测定值吻合较好。仿式（5）即为铁浴法熔融还原熔渣粘度与熔渣成分及温照此方法，假设In、E与熔渣成分具有多元有线性度关系的模型。!0!关系

7、，即：2粘度模型的求解IIn!0=a0+!a（i%i）（3）i=l2.l数据采样IE!=60+!6（i%i）（4）由以下渣系的等粘度图读取数据点：l400C、i=ll500C、l800C、l900C及2000C，AI2O3-CaO-式中，（%i）———熔渣中第i个组元的质量百分数；a0、SiO2系；l500C及l600C，AI2O3-CaO-TiO2系；ai———常数项及第i个组元的系数；60、6i———常数项l250~l300C，AI2O3-FGO-SiO2系；l500C，及第i个组元的系数。AI2O3-MgO-SiO2系；l700C，A

8、I2O3-SiO2-TiO2普通矿熔融还原熔渣的主要成分是CaO、SiO2、系；l400C，CaO-FGO-SiO2系；l500C，CaO-MgO-FGO、AI2O3、MgO，钒