答辩时ppt最终版.ppt

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1、氧化镁颗粒在CaO–Al2O3–SiO2–MgO渣系中的溶解行为研究主要内容研究背景随着世界国防、交通、医学和汽车等行业的发展，用户对钢材洁净度要求日益提高。在洁净钢生产过程中，夹杂物的控制始终是至关重要的课题。为了彻底除去钢液中上浮的各种非金属夹杂物，研究非金属夹杂物在各种精炼渣系中的溶解行为显得尤为重要。研究内容和意义研究目的及意义通过考察MgO在熔渣中的溶解行为，为提高耐材的寿命提供理论依据。通过考察MgO在熔渣中的溶解行为，为洁净钢生产过程中夹杂物控制提供理论依据。研究内容本课题以氧化镁颗粒为研究对象，

2、采用直接溶解法研究了氧化镁颗粒在CaO-Al2O3-SiO2-MgO渣系中的溶解行为。探究了温度、炉渣组成对夹杂物溶解速率的影响，探讨了氧化镁颗粒在实验渣系中的溶解机理。实验方案实验条件实验材料：300~450μm氧化镁颗粒化学试剂配置渣系实验方法：夹杂物直接溶解法考察因素：炉渣碱度反应温度炉渣成分SlagSlagComposition，mass％RTemperature/℃CaOAl2O3SiO2MgOCaF21＃36.020.036.08.001.015702＃54.020.018.08.03.03.015

3、703＃36.020.036.08.001.016204＃40.020.040.0001.015705＃39.040.013.08.003.01570表1MgO在各精炼渣系中溶解机理及动力学实验方案实验方案1#3#4#2#图1CaO-SiO2-MgO-Al2O3(20%)相图5#图2CaO-SiO2-MgO(10%)-Al2O3相图17181-氩气瓶；2-硅胶；3-分子筛；4-转子流量计；5-高铝质绝热砖；6-刚玉质炉管；7-测温热电偶；8-炉体；9-测温热电偶补偿导线；10-电源线；11-控温热电偶补偿导线；

4、12-控温柜；13-炉盖；14-MoSi2热电偶；15-石墨套筒；16-刚玉坩埚；17-石英管；18-刚玉管图3实验加热炉及取样装置实验装置实验准备。实验前，将氧化镁颗粒在烘箱内充分烘烤备用。配置渣系，每组实验渣质量均为60g。夹杂物溶解。将配置的渣系在设定温度下溶化完全，保温30分钟左右。MgO颗粒用铝箔片包裹绑在钼丝末端送入熔融渣中。实验设定的夹杂物/渣质量比为1:40，即每组称取1.5g氧化镁夹杂物。取样。在氧化镁颗粒加入渣中的15s、30s、60s、120s、300s和600s分别取渣样，空冷至室温。实

5、验步骤实验分析与讨论图41#渣系中未溶氧化镁颗粒溶解形貌MgAl2O4实验渣系氧化镁颗粒的溶解行为1#渣系成分：36%CaO-20%Al2O3-36%SiO2-8%MgO实验温度：1570℃渣样取样时间：15s尖晶石产物层溶解边界层内渣层产物外扩散层图51#渣系中未溶氧化镁颗粒溶解外层线扫描分析结果MgO基体基渣层图62#渣系中未溶氧化镁颗粒溶解形貌2#渣系成分：54%CaO-20%Al2O3-18%SiO2-8%MgO实验温度：1570℃渣样取样时间：15s溶解边界层图72#渣系中未溶氧化镁颗粒溶解外层线扫描

6、分析结果MgO基体基渣层图84#渣系中未溶氧化镁颗粒溶解形貌图95#渣系中未溶氧化镁颗粒溶解形貌4#渣系成分：40%CaO-20%Al2O3-40%SiO2实验温度：1570℃渣样取样时间：15s5#渣系成分：39%CaO-40%Al2O3-13%SiO2-8%MgO实验温度：1570℃渣样取样时间：15s镁铝尖晶石镁铝尖晶石锥状棒槌状图10夹杂物尺寸统计方法d氧化镁在不同渣系中的溶解动力学分析d图11五组实验渣系氧化镁溶解速率曲线1#5#3#2#4#图12不同碱度氧化镁颗粒的平均尺寸趋势图R=1.0时，形成了

7、尖晶石产物层，阻碍了氧化镁的溶解；R=3.0时，并没有尖晶石产物层形成；40%Al2O3时形成的尖晶石产物层粗大、致密，阻碍作用增强；外层镁铝尖晶石产物的扩散快慢成为氧化镁溶解的限制环节。图13不同Al2O3氧化镁颗粒的平均尺寸趋势图图14不同MgO含量氧化镁颗粒的平均尺寸趋势图图15不同温度氧化镁颗粒的平均尺寸趋势图渣系不含氧化镁时，溶解热力学驱动力渣系不含氧化镁时，形成的尖晶石细小、分散提高温度，氧化镁溶解动力学条件改善图162#渣系中氧化镁颗粒的溶解机理示意图2#渣中氧化镁颗粒溶解是以直接溶解的方式进行，

8、并没有中间产物形成；2#渣中镁铝尖晶石的外扩散速率远大于它的生成速率，导致镁铝尖晶石无法聚集。氧化镁在不同渣系中的溶解机理讨论机理可能解释：图171#、3#、4#、5#渣系中氧化镁颗粒的溶解机理示意图尖晶石在氧化镁基体上随机形核；尖晶石与基体脱落（液渣冲击、基体受力不均、内核缩小）；氧化镁基体与尖晶石间产生空隙，液渣迅速填充，形成内渣层；氧化镁核溶解消失，尖晶石环状产物层裂解，溶解进入