保护渣中SiO2含量的重要性主要体现在其影响保护渣的熔化温度、粘度、离子电导率、结晶性能以及与金属的润湿性等方面。因此,SiO2含量的控制对于保护渣的质量和性能具有重要意义。
首先,保护渣的熔化温度受到SiO2含量的显著影响。SiO2熔点高,能够提高保护渣的熔化温度,使其在高温下保持良好的流动性和保护性能。如果保护渣的熔化温度不足,就会导致在高温下出现熔渣分离或保护效果不佳的问题。因此,在选择保护渣配方时,需要根据工艺条件合理控制SiO2含量。
其次,保护渣的粘度受到SiO2含量的影响。粘度是保护渣流动性的重要指标,如果粘度过高,就会导致渣膜难以形成或形成不完整,进而影响保护效果。因此,在保护渣的制备过程中,需要合理控制SiO2含量,以获得具有良好流动性的保护渣。
此外,SiO2含量还对保护渣的离子电导率有重要影响。高含量的SiO2可以提高保护渣的离子电导率,从而改善渣膜的热传导性能,有利于高温下金属的传热和沸腾控制。
另外,保护渣中SiO2含量的高低还会影响其与金属的润湿性。当保护渣与金属接触时,其表面张力会受到金属和保护渣之间的相互作用力的影响。如果保护渣中SiO2含量过高,就会导致表面张力增大,进而影响保护渣与金属的润湿性。因此,在选择保护渣配方时,需要根据金属的性质和工艺条件合理控制SiO2含量。
在实际生产中,为了控制保护渣中SiO2的含量,可以采用化学分析法、X射线荧光光谱法等分析方法对保护渣样品进行检测。其中,化学分析法是测定保护渣中各组分含量的常用方法,可以准确测定出保护渣中SiO2的含量;X射线荧光光谱法则是一种快速测定材料中元素含量的方法,具有操作简便、效率高的优点。在确定了SiO2的含量后,可以根据实际情况对保护渣配方进行调整,以达到最佳的保护效果。
总之,保护渣中SiO2含量的控制对于其质量和性能具有重要意义。通过合理控制SiO2含量,可以获得具有较高熔化温度、良好流动性和离子导电性能的保护渣,从而更好地满足冶金工艺的要求。
特钢厂模铸用保护渣 蔡燮鳌缪新德吴小林 Shielding Powered Slag for Ingot Mold Casting at Special Steel Works Cai Xieao, Miao Xinde and Wu Xiaolin (Jiangyin Xingcheng Iron and Steel Co Ltd, Jiangyin 214432) 60年代前期,国内各特钢厂都采用焦油木框、石蜡草圈等保护浇铸,钢锭表面质量差,尤其是低倍皮下气泡、翻皮、夹杂等缺陷一直困扰着钢锭质量的提高。60年代中期探索用固体粉状保护渣,用石墨尾矿做基料加萤石和固体水玻璃,高碳型“721”石墨渣就是当时普遍采用的混合型保护渣。使用后钢锭表面质量较过去有很大提高。20多年来,特别是1981年冶金部特钢第2届铸锭会后,经各厂、科研单位和大专院校的共同开发研究,目前已开发出各种不同类型的模铸保护渣,基本满足了生产的需要,同时也大大缩短了与国外在这一方面的差距。 1 保护渣基料的选择和使用原则 1.1 保护渣基料的选择 为保证保护渣的稳定性,基料的选择十分重要。由于模铸条件的要求,保护渣应具有低碱度、高粘度,其熔点在1 100~1 250 ℃。基料 的主要化学成分为:SiO 2 30%~60%;Al 2 O 3 5%~20%;CaO 10%~30%。 目前国内普遍采用的保护渣基料有高炉水渣、电厂灰、石墨尾矿、水泥熟料、硅灰石、蛭石、珍珠岩等。据有关研究单位指出水泥熟料和硅灰石较好,但价格较高。煤资源较稳定且未经收集漂珠的电厂粉煤灰,再适当配加其它基料、熔剂和碳质材料亦能获得价廉质量较好的保护渣,如周庄炼钢保材厂生产的ZF-12复合渣就是一例,性能稳定,含碳量低,钢锭表面质量好,头部增碳和帽头切损少。 1.2 保护渣常用的熔剂 在SiO 2-Al 2 O 3 -CaO三元系相图中基础成分熔点高,且各厂钢种、锭 型和浇铸工艺不同,因此必须在基础成分上添加适量的熔剂来调整熔点和粘度。熔剂对保护渣的各种性能有较大的影响。因此,必须把熔剂对保护渣的熔点、粘度和吸收夹杂的能力加以综合考虑。 各种熔剂对保护渣3种性能的影响的研究结果如下: (1) 常用各种熔剂对保护渣熔化温度的降低强度的次序:B 2O 3 >Na 2 O >BaO>CaF 2 >MnO。 (2) 常用各种熔剂对保护渣粘度的降低强度的次序:CaF 2>B 2 O 3 > MnO>Na 2 O>BaO。
保护渣的成分及作用 保护渣是指在冶金过程中,由于金属液面的氧化、挥发和热量释放等因素,形成的一层氧化物和其他杂质的混合物。保护渣在冶金工业中具有重要的作用,可以保护金属液面不受氧化和挥发的影响,同时还可以调节金属液的温度、化学成分和流动性等,从而保障冶金过程的顺利进行。 保护渣是由多种成分组成的复合体系,其中主要成分包括氧化物、碳酸盐、硅酸盐、氟化物、氯化物、硫酸盐等。这些成分在保护渣中起到不同的作用,下面对其主要成分及作用进行详细介绍。 1.氧化物 氧化物是保护渣的主要成分之一,包括FeO、MnO、SiO2、 Al2O3等。在冶金过程中,金属液面受到氧化和挥发的影响,会产生大量的氧化物,这些氧化物会形成一层保护渣,防止金属液面继续氧化和挥发。同时,氧化物还可以吸收金属液面中的杂质和气体,减少金属液面中的不纯物质含量,提高金属的纯度。 2.碳酸盐 碳酸盐在保护渣中的含量相对较低,但其作用也非常重要。碳酸盐可以与金属液面中的氧化物反应,生成CO2,从而减少金属液面中的氧化物含量。此外,碳酸盐还可以调节保护渣的酸碱度,保持金属液面中的化学平衡。 3.硅酸盐 硅酸盐是保护渣中的另一种重要成分,包括SiO2、CaO-SiO2
等。硅酸盐可以增加保护渣的粘度和流动性,从而保护金属液面不受氧化和挥发的影响。此外,硅酸盐还可以吸收金属液面中的杂质和气体,提高金属的纯度。 4.氟化物 氟化物在保护渣中的含量很低,但其作用也非常重要。氟化物可以降低保护渣的熔点和粘度,从而提高保护渣的流动性和渗透性,使其更容易覆盖在金属液面上。此外,氟化物还可以吸收金属液面中的氧化物和杂质,提高金属的纯度。 5.氯化物 氯化物在保护渣中的含量也很低,但其作用与氟化物类似。氯化物可以降低保护渣的熔点和粘度,提高保护渣的流动性和渗透性。此外,氯化物还可以吸收金属液面中的氧化物和杂质,提高金属的纯度。 6.硫酸盐 硫酸盐在保护渣中的含量也很低,但其作用非常重要。硫酸盐可以与金属液面中的氧化物反应,生成SO2,从而减少金属液面中的氧化物含量。此外,硫酸盐还可以吸收金属液面中的杂质和气体,提高金属的纯度。 总之,保护渣在冶金工业中具有非常重要的作用,可以保护金属液面不受氧化和挥发的影响,同时还可以调节金属液的温度、化学成分和流动性等,从而保障冶金过程的顺利进行。保护渣是由多种成分组成的复合体系,在其中,氧化物、碳酸盐、硅酸盐、氟化
保护渣的性能测定 一、保护渣的作用 1)绝热保温 向结晶器液面加固体保护渣覆盖其表面,减少钢液热损失。由于保护渣的三层结构,钢液通过保护渣的散热量,比裸露状态的散热量要小10倍左右,从而避免了钢液面的冷凝结壳。尤其是浸入式水口外壁四周覆盖了一层渣膜,减少了相应位置冷钢的聚集。 2)隔绝空气,防止钢液的二次氧化 保护渣均匀地覆盖在结晶器钢液表面,阻止了空气与钢液的直接接触,再加上保护渣中碳粉的氧化产物和碳酸盐受热分解溢出的气体,可驱赶弯月面处的空气,有效地避免了钢液的二次氧化。 3)吸收非金属夹杂物,净化钢液 加入的保护渣在钢液面上形成一层液渣,具有良好的吸附和溶解从钢液中上浮的夹杂物,达到清洁钢液作用。 4)在铸坯凝固坯壳与结晶器内壁间形成润滑渣膜 在结晶器的弯月面处有保护渣的液渣存在,由于结晶器的振动和结晶器壁与坯壳间气隙的毛细管作用。将液渣吸入,并填充于气隙之中,形成渣膜。在正常情况下,与坯壳接触的一侧,由于温度高,渣膜仍保持足够的流动性,在结晶器壁与坯壳之间起着良好的润滑作用,防止了铸坯与结晶器壁的粘结;减少了拉坯阻力;渣膜厚度一般在50~200μm 5)改善了结晶器与坯壳间的传热 在结晶器内,由于钢液凝固形成的凝固收缩,铸坯凝固壳脱离结晶器壁产生了气隙,使热阻增加,影响铸坯的散热。保护渣的液渣均匀的充满气隙,减小了气隙的热阻。据实测,气隙中充满空气时导热系数仅为0.09W/m·K,而充满渣膜时的导热系数为1.2W/m·K,由此可见,渣膜的导热系数是充满空气时的13倍。由于气隙充满渣膜,明显地改善了结晶器的传热,使坯壳得以均匀生长。 二、保护渣的构成 1)液渣层 当固体粉状或粒状保护渣加入结晶器后与钢液面相接触,由于保护渣的熔点只有1050℃~1100℃,因而靠钢液提供的热量使部分保护渣熔化,形成液渣覆盖层。这个液渣覆盖层约10~15mm厚,它保护钢液不被氧化,又减缓了沿保护渣
高档连铸保护渣的主要原料(基料)DCS 产品简介 1、以优质硅石(SiO2≥99%)和优质石灰石(CaCO3≥97%)为原材料,以洁净的电为能源,在高温下熔融合成SiO2+CaCO3--- CaCO3+CO2 ↑. DCS 为硅灰石(硅酸钙)系列产品。人工合成硅灰石比天然硅灰石具有稳定的化学成份,物相结构均匀。熔融隐晶质玻璃体,以电为能源,杂质极少。烧失量几乎为零,是理想的冶金连铸保护渣基料,同时也是焊条涂药等最理想的原料。 2、借助人工合成的硅灰石生产工艺,根据不同种类保护渣基料的要求,本公司经过先进配方的设计,其它少量特殊原料的选择,可以生产出多种型号保护渣基料,并根据用户要求,可以调节CaO/SiO2 的比值,重要的是,同时可加入Na2O 、BaO、 Li2O、 Al2O 3、 MnO 、CaF2(F)等原料,一次合成。满足用户对不同钢种的特殊要求。 3、连铸保护渣分为四类:粉状保护渣、颗粒保护渣、发热型保护渣、预熔型保护渣。本公司生产为预熔型保护渣,是保护渣分类中的最优级。预熔型保护渣,是将各种造渣原料硅石、石灰石,纯碱,萤石等混匀后放入预熔炉(电炉)熔化成一体,经水淬冷却后干燥磨细,并添加适当熔速调节剂(石墨或碳黑),就得到预熔性粉状保护渣,预熔保护渣还可进一步加工成中空颗粒保护渣。预熔保护渣制作工艺复杂,成本较高。但优点是提高保护渣成渣的均匀性。无粉尘飞扬,不污染环境。 4、连铸保护渣的作用是,在浇注的过程中,要向结晶器钢水面上不断添加粉末状或颗粒状的渣料(保护渣),它的作用有以下几个方面: (1)绝热保温防止散热; (2)隔开空气,防止空气中的氧进入钢水发生二次氧化,影响钢的质量;(3)吸收溶解从钢水中上浮到钢渣界面的夹杂物,净化钢液; (4)在结晶器与凝固壳之间有一层渣膜起润滑作用,减少拉坯阻力,防止与铜板的粘结。 (5)充填坯壳与结晶器之间的气隙,改善结晶器传热。 一种好的保护渣,应能全面发挥上述五个方面作用,以达到提高铸坯表面质量,保证连铸顺行的进行。 产品简介 我厂自一九九五年起,开发以洁净的电为能源,熔融生产中高档冶金辅料,年生产能力12000吨,现在占地32000平方米,原有2000KVA电炉两台,新建4000KVA一台。一九九八年以前,产品全部出口日本、韩国、欧盟等,一九九八年以来,在出口量增长的同时,供应国内钢铁(辅料)企业,DCS系列是制造高档连铸保护渣的主要原料(基料)占85%左右,剩余为固定炭等物料。电熔合成DCS系列,经特殊工艺处理,是现有保护渣几种类型(粉状、颗粒、预熔、发热)的最高级,可进行高含量氧化钠(Na2O,30%)和高氟(F,15%)的一次合成。几年来,经国内外用户试用使用证实,本系列产品使用稳定性随时间的曲线函数几乎成一条直线,避免了中低档产品波浪状锯齿状曲线函数, 给冶金生产带来的诸多不适宜现象。以下将本公司DCS系列产品列表,共同行及冶金界同仁比较鉴定。典型产品有(用户设计指标)[可为用户生产专用定型产品] DCS系列 DCS-1 DCS-2 DCS-3 DCS-4 DCS-5 DCS-6 DCS-7 DCS-8 DCS-9
连铸保护渣2 连铸保护渣是直接影响连铸稳定生产和改善铸 坯质量的一种功能性消耗材料,它具有绝热保温,防 止再氧化,吸收夹杂物,均匀传热,润滑坯壳等功能, 在连铸工艺中起着至关重要的作用,由于保护渣的 显著作用,各国连铸工作者对保护渣都非常重视. 1保护渣的基本特性 1.1保护渣的熔融特性 保护渣在结晶器内的熔融过程示意图(略).保 护渣在熔融状态时自上而下可形成粉渣层,烧结层 及熔渣层3层结构,起绝热保温,防止再氧化,吸收 夹杂物的作用;在结晶器与坯壳之间形成固态渣膜 (玻璃质层,结晶质层)和液态渣膜两层结构,起到 "润滑"和"控制传热"作用,靠结晶器一侧是固态层, 造坯壳一侧是液态层;固态层中进一步分为玻璃质 层和结晶质层,且有结晶粒度的差异.渣膜在厚度 方向上的不同结构层,有着不同的"润滑"和"传热效 应".日本NKK公司的一项研究证实[21,通过提高 结晶温度可加快渣的结晶速度(实质上是增加渣膜 中的结晶质层厚度),由此开发出一种可减少中碳钢 表面纵裂的新型保护渣.然而,由于玻璃质层的组 分质点是无序排列的,振动范围较大,体系内能也较 大,因而热阻较小,对控制传热的影响较小;相反,结 晶质层的热阻较大,对控制传热的影响较大.根据 不同浇铸条件(钢种,断面,拉速等)对结晶器传热的 不同要求,调整渣膜中玻璃质层和结晶质层的比例, 可以达到改善坯壳向结晶器的传热,从而达到控制 铸坯表面缺陷的目的. LZ保护渣的冶金特性 1.2.1粘度 粘度是保护渣的一个重要参数,粘度太大或太 小,都会使渣膜厚薄不均,润滑传热不良,甚至引起 收稿日期2003折-21 作者简介:饶添荣(1974)男,福建龙岩人,工程师,从事炼钢连铸工艺工作.万方数据 106江西冶金2003年12月 坯壳悬挂撕裂. 粘度与温度的关系式为[[31 71二A" T"exp(B/T) 式中,7为粘度〔泊);T为绝对温度;A,B为常数.
连铸保护渣性能指标 连铸保护渣(1)(2008-12-01 00:32:16) 1.连铸保护渣的作用是什么? 在浇注过程中,要向结晶器钢水面上不断添加粉末状或颗粒状的渣料,称为保护渣。保护渣的作用有以下几方面: (1)绝热保温防止散热; (2)隔开空气,防止空气中的氧进入钢水发生二次氧化,影响钢的质量; (3)吸收溶解从钢水中上浮到钢渣界面的夹杂物,净化钢液; (4)在结晶器壁与凝固壳之间有一层渣膜起润滑作用,减少拉坯阻力,防止凝壳与铜板的粘结; (5)充填坯壳与结晶器之间的气隙,改善结晶器传热。 一种好的保护渣,应能全面发挥上述五个方面作用,以达到提高铸坯表面质量,保证连铸顺行的目的。 2.对保护渣熔化模式有何要求? 在连铸过程中加入到结晶器的保护渣,要完成上述五个方面的功能,必须要求保护渣粉有规定的熔化模式,也就是要求在钢水面上形成所谓粉渣层—烧结层一液渣层的所谓三层结构。 添加到结晶器高温钢液(1500℃左右)面上低熔点(1100~1200℃)的渣粉,靠钢液提供热量,在钢液面上形成了一定厚度的液渣覆盖层(约10~l5mm),钢水向粉渣层传热减慢,在液渣层上的粉渣受热作用,渣粉之间互相烧结在一起形成所谓烧结层(温度在900~600℃),在烧结层上粉渣接受从钢水传递的热量更少,温度低(<500℃),故保持为粉状,均匀覆盖在钢水面上,防止了钢水散热,阻止了空气中的氧进入钢水。 在拉坯过程中,由于结晶器上下振动和凝固坯壳向下运动的作用,钢液面的液渣层不断通过钢水与铜壁的界面而挤入坯壳与铜壁之间,在铜壁表面形成一层固体渣膜,而在凝壳表面形成一层液体渣膜,这层液体渣膜在结晶器壁与坯壳表面起润滑作用,就象马达轴转动时加了润滑油一样。同时,渣膜充填了坯壳与铜壁之间气隙,减少了热阻,改善了结晶的传热。随着拉坯的进行,钢液面上的液渣不断消耗掉,而烧结层下降到钢液面熔化成液渣层,粉渣层变成烧结层,再往结晶器添加新的渣粉,使其保持为三层结构,如此循环,保护渣粉不断消耗。 3.如何实现使结晶器保护渣粉形成所谓“三层结构”? 要发挥保护渣5个方面功能,就必须使添加到结晶器渣粉形成“三层结构”。要形成“三层结构”关键是要控制保护渣粉的熔化速度,也就是说,加入到钢液面的渣粉不要一下子都熔化成液体,而是逐步熔化。为此,一般都是在保护渣中加入碳粒子作为熔速的调节剂。 碳粒子控制熔速的快慢决定于加入碳粒子种类和数量。碳是耐高温材料,极细的碳粉吸附在渣粒周围,使渣粒之间互相分隔开来阻碍了渣料之间的接触、融合,使熔化速度变缓。如果加入碳粉不足,渣层温度尚未达到渣料开始烧结温度,碳粒子就已烧尽,则烧结层发达,熔速过快,液渣层过厚。如果加入碳粉过多,渣料全熔化后尚有部分碳粒子存在,则会使烧结层萎缩,烧结层厚度过薄。加入碳粉数量适中时,在烧结层中有部分碳粒子烧尽,其余部分渣料尚受碳粒子的有效控制,这样就会得到合适厚度的烧结层和液渣层。 配碳材料有石墨和碳黑两种。石墨颗粒粗大,粒度为60~80μm,其分隔和阻滞作用较差,
1.基础材料 设计保护渣的基本组分: 主要化学成分是SiO2, CaO, Al2O3。 它们在保护渣中占的比例是50 -80%。 2. 熔剂材料具有控制保护渣的粘度和熔化行为的能力。 主要组元是Na2O, Li2O, K2O, F 等。 –如)Na2CO3,CaF2,Li2CO3等。 3. 碳质材料(骨架材料)具有控制保护渣熔速的能力碳的类型(炭黑,焦炭,石墨等) 不同的钢种选用不同的保护渣,成分的变化主要考虑以下保护渣物理化学特性: 2.1 碱度 一般定义为组分中(R=CaO%/SiO2%)的比值。它是反映保护渣吸收钢液中夹杂物能力的重要指标,同时也反映了保护渣润滑性能的优劣。通常碱度大,吸收夹杂物的能力也大,但它的析晶温度变大,导致传热和润滑性能恶化。 2.2 粘度 它是衡量保护渣润滑性能的重要指标。目前通常采用旋转法测定或根据经验公式计算。现在大多测其在1300℃条件下的值,常用保护渣的粘度(1300℃)为0 .05~0.15Pa.s。它受化学成分和温度的控制,生产中主要靠助熔剂来调节。要想得到高质量铸坯且不发生粘结漏钢,必须要选择合适粘度的保护渣。保护渣粘度
过低,液渣大量流入缝隙,造成渣膜不均匀,局部凝固变缓,导致凝固坯壳变形,引起纵裂和拉漏事故;粘度过大,会使铸坯表面粗糙。 2.3 熔化温度 它包括烧结起始温度、软化温度或叫变形温度、半球点温度和流动温度。实际应用中是将渣料制成锥形3×3 mm的标准试样,在显微镜中测定。当以一定的升温速度使试样加热到由圆柱形变为半球形时的温度,称为熔化温度。连铸生产中通常将保护渣的熔化温度控制在1200℃以下。它主要受保护渣的成分、碱度以及Al2O3含量等因素的影响,熔化温度过高,润滑作用差并且不均匀。 2.4 结晶温度(析晶温度) 它是影响凝固坯壳导热的重要参数。对裂纹敏感性特强的包晶类钢种应使用结晶温度高的保护渣。它主要受化学成分的影响,尤其是碱度。通常可以在测保护渣粘度时进行,当保护渣在降温过程中,从粘度-温度曲线上发现熔渣有结晶现象。在这一点,熔渣变得不流动,且此刻测粘度已不可能,就将这一点的温度定义为结晶温度。 2.5 熔化速度 通常用一定质量的试样在测定温度下完全熔化所需的时间来表示。保护渣在结晶器中的熔化速度与渣料的组成及熔化温度有关。它是实现保护渣在结晶器中形成合理的三层结构的重要参
结晶器保护渣的性能和特性 1.简介 在连铸生产中结晶器保护渣起着主要作用。保护渣从结晶器顶部加入,向下移动逐步 形成烧结层,熔融层和液渣层(见图1)。液渣渗入结晶器铜板与坯壳之间,润滑坯壳。 但是,大部分的液渣进入铜板与坯壳之间后,遇水冷结晶器铜板凝结并形成玻璃状的固态 渣膜(大约2毫米厚)。薄液渣膜(大约0.1毫米厚)与坯壳一起移动并为其提供液态润滑。同时,玻璃渣也可部分结晶。一般认为固渣膜附在结晶器壁上,或者如果移动,一定 比坯壳的速度慢得多。结晶器振动防止坯壳粘结在结晶器上。固渣膜的厚度和特性决定水 平热传递。总之,液渣膜控制润滑,固渣膜控制水平热传递。 图1:结晶器内形成的各种渣层 一般认为液渣层厚度dpool应超过振幅,才能保证保护渣渗透良好(如坯壳的润滑),一般建议采用厚度>10毫米。液渣层厚度影响渗入结晶器铜板与坯壳之间的液渣量和从钢 水进到液渣中的夹杂物数量。 连铸生产中保护渣有下列功能: 1) 2) 3) 4) 5) 防止弯月面钢水被氧化保温,防止弯月面钢水表面凝结提供液渣润滑坯壳 对浇铸钢种提供最佳水平热传递吸附钢水中的夹杂物 所有上述功能都很重要,但在日常生产中最重要的润滑和水平热传递。影响保护渣性 能的基本因素如下: ・浇铸条件(拉速,Vc,振动特性)・钢种和结晶器尺寸 ・结晶器液位控制(可导致振痕等) ・钢流,其紊动可导致多种问题,如气泡和夹渣 由此可见,要有效执行上述工作需要优化保护渣的物理性能。结晶器保护渣的构成 如下:70% (CaO+SiO2), 0-6%MgO,2-6% Al2O3, 2-10%Na2O(+K2O), 0-10%F带有其他添加物,如 TiO2, ZrO2, B2O3, Li2O 和MnO。碱度(%CaO/%SiO2)范围为0.7-1.3。碳以焦碳,碳黑和石墨方式加入(2-20%),1)可控制保护渣的熔化速度,2)可在结晶器上部形成CO(g),防止钢水氧化。碳以固定碳方式存在于保护渣中,因而可防止保护渣结块,直到最后氧化掉。这是控制保 护渣熔化速率的机理。 2.结晶器保护渣的性能和功能润滑和保护渣消耗
二氧化硅中硅的含量 摘要: 一、二氧化硅的基本概念与特性 二、硅与二氧化硅的摩尔比关系 三、二氧化硅含量的计算方法 四、二氧化硅在实际应用中的重要性 五、提高二氧化硅含量的技术措施 正文: 一、二氧化硅的基本概念与特性 二氧化硅(SiO2)是一种常见的无机化合物,由硅(Si)和氧(O)两种元素组成。在自然界中,二氧化硅广泛存在于矿物、岩石和土壤中,是地壳中第二丰富的元素。二氧化硅具有良好的稳定性、耐高温、抗腐蚀等特性,因此在工业和科学研究领域具有广泛的应用。 二、硅与二氧化硅的摩尔比关系 硅(Si)与二氧化硅(SiO2)的摩尔比为1:1,即1摩尔的硅原子对应1摩尔的二氧化硅分子。在化学反应中,硅与氧的结合方式是以SiO2的形式存在,这种结合关系使得二氧化硅在许多工业领域具有重要的应用价值。 三、二氧化硅含量的计算方法 已知硅(Si)的含量为w,要计算二氧化硅(SiO2)的含量,可以根据硅与二氧化硅的摩尔比关系进行换算。换算公式为: SiO2含量= (Si含量/ 28)× 60
其中,28和60分别表示硅(Si)和二氧化硅(SiO2)的分子量。通过这一公式,可以方便地从硅含量推算出二氧化硅的含量。 四、二氧化硅在实际应用中的重要性 1.玻璃工业:二氧化硅是生产玻璃的主要原料之一,具有良好的熔融性和透明度,用于制造平板玻璃、瓶玻璃、光学玻璃等。 2.陶瓷工业:二氧化硅具有高熔点、高硬度和高化学稳定性,可用于生产陶瓷器皿、瓷器、砖瓦等。 3.电子工业:二氧化硅可用于制造半导体材料、光导纤维等,具有良好的导光性能和电绝缘性。 4.环保领域:二氧化硅可用于处理工业废水、生活污水,去除重金属离子和有机污染物。 5.农业:作为硅肥,二氧化硅可提高农作物的抗病虫害能力和产量。 五、提高二氧化硅含量的技术措施 1.优化原料配比:合理调整硅石、纯碱、石灰石等原料的配比,以提高二氧化硅的含量。 2.改进生产工艺:采用高温高压烧成、微波烧成等先进工艺,提高二氧化硅的转化率。 3.选择合适的催化剂:采用活性较高的催化剂,促进硅石与其他原料的反应,提高二氧化硅含量。 4.研发新型硅材料:通过科学研究,开发具有高二氧化硅含量的新型硅材料,满足不同领域的应用需求。 总之,二氧化硅作为一种重要的无机化合物,其含量计算和实际应用具有
硅锰合金渣的化学成分 硅锰合金渣(FeSiMn)是一种复合材料,主要由硅、铁和锰三种元素组成。其中,硅含量在50%~60%之间,铁含量在30%~40%之间,锰含量在2%~5%之间。 硅锰合金渣是一种无机化合物,它的化学成分包括三个主要元素:硅、铁和锰。 硅元素在硅锰合金渣中占主要比例,其中可能含有的化学物质包括SiO2、Fe2Si、FeSi2、FeSi3以及Fe4Si13等。其中,SiO2是硅锰合金渣中最主要的元素,占合金渣总量的50%-60%,SiO2含量高,硅锰合金渣的韧性和耐磨性也会提高。 铁元素在硅锰合金渣中也占有一定的比例,其中可能含有的化学物质包括Fe、Fe2O3、Fe3O4、Fe3C、Fe3Si、FeSi、FeSi2、FeSi3以及Fe4Si13等。其中,Fe2O3含量较高,对硅锰合金渣性能有较大影响,Fe2O3含量越高,硅锰合金渣的硬度和耐热性就会越强。 锰元素也是硅锰合金渣中不可缺少的元素,其中可能含有的化学物质包括MnO2、Mn2Si、Mn3Si2、Mn4Si7等。其中,MnO2含量较高,对硅锰合金渣性能有较大影响,MnO2含量越高,硅锰合金渣的韧性和耐腐蚀性就会越强。
此外,硅锰合金渣中还可能含有一些微量元素,如碳、氮、氧、氢、氯等,这些元素也会影响硅锰合金渣的性能。 总之,硅锰合金渣的化学成分主要由硅、铁和锰三种元素组成,其中可能含有的化学物质有SiO2、Fe2O3、 Fe3O4、Fe3C、Fe3Si、FeSi、FeSi2、FeSi3、Fe4Si13、MnO2、Mn2Si、Mn3Si2、Mn4Si7等,此外还可能含有一定量的微量元素。
1 炼钢部分 1.1 转炉 转炉终点钢样成分见表1.1。 表1.1 转炉终点钢成分(wt%) 成分 炉号 C P S 11Z103858 0.079 0.014 0.0091 11Z203733 0.069 0.010 0.012 转炉终点C含量在0.069%~0.079%之间,P含量为0.010%~0.014%之间,S 含量为0.0091%~0.012%。 转炉终点渣样成分如表1.2所示。 表1.2 转炉终点渣样成分(wt%) 成分 炉号 SiO2CaO MgO Al2O3FeO 11Z103858 12.05 47.60 7.62 2.80 12.26 11Z203733 12.74 49.77 7.69 2.64 10.23 转炉终点炉渣成分控制比较稳定,CaO含量为47.60~49.77%,SiO2含量为12.05~12.74%,MgO含量为7.62~7.69%,Al2O3含量为2.64~2.80%,FeO含量为10.23~12.26%。 1.2 精炼 1.2.1 炉渣成分变化 CaO含量变化: 炉渣中氧化钙含量的变化如图1.1所示。
图1.1 炉渣中CaO含量的变化 由图1.1可以看出,白渣后两炉钢炉渣中CaO含量分别为51.96%,55.16%。11Z103858钙处理前和软吹后的渣样没有取到,所以没有数据。11Z203733在LF 白渣后有所降低,经过钙处理后又有所升高,软吹后降低到了54.06%。 SiO2含量变化: 炉渣中SiO2含量变化如图1.2所示。 图1.2 炉渣中SiO2含量的变化 可以看出,白渣后两炉钢SiO2含量分别为8.34%,7.46%。白渣后到钙处理前SiO2含量有一定升高,之后含量逐渐降低。 MgO含量变化: 炉渣中MgO含量变化如图1.3所示。
高Al含量TRIP钢在连铸过程中钢液中的[Al]易十保护渣中的SiO2发生反应,使保护渣中的 Al2O3含量从3%快速增加至30%左右,导致保护渣的传热性能发生改变,影响连铸坯的质量和连铸工艺操作。本义利用结晶器保护渣渣膜热流模拟仪研究了Al2O3含量对Al-TRIP钢保护渣渣膜传热的影响,并利用扫描电镜、X-Ray衍射仪分析了渣膜的结晶相。研究结果表明:当Al2O3含量从3%增加到20%时,保护渣的热流密度显著降低;当保护渣的Al2O3含量从20%增加到30%时,保护渣的热流密度先增加后减少;随w(Al2O3)/w(SiO2)增大热流密度先增加后减少,保护渣中会析出CaF2晶体。 (1)钢渣界面接触面积; (2)液体渣的粘度; (3)渣子溶解夹杂物的能力。‘ 也就是说,渣子流动性越好,钢渣接触面积越大,夹杂物就越易进入渣中。只要夹杂物一进入渣中,渣子能迅速吸收溶解,而渣子溶解夹杂物的能力主要决定于渣子化学成分,也就是CaO和 SiO2含量,(CaO%/SiO2%称为碱度)以及渣中原始Al2O3含量。 生产试验指出,碱度增加,渣子溶解Al2O3夹杂物能力增大,当碱度大于1.1,则溶解Al2O3能力下降;渣中原始Al2O3含量大于10%,则渣子溶解Al2O3迅速下降。因此配制保护渣时,应使渣子CaO%与 SiO2%之比在0.1~1.0,原始的Al2O3含量尽可能低,一般应小于10%。 结晶器钢水面上液渣层对Al2O3夹杂溶解能力究竟有多大?研究指出:当CaO%/SiO2=0.9~1.0时,渣中Al2O3含量大于20%,就有高熔点的化合物析出,使渣子熔点升高,粘度增大,也就不能再吸收上浮的夹杂物。 然而,在浇注过程中,结晶器保护渣不断消耗,也不断吸收上浮夹杂物,而使渣子被Al2O3富集。为了保持渣子具有良好的吸收Al2O3能力,而又不改变渣子性能,可采取以下措施: (1)配制渣粉时,选择合适原料,应尽可能降低原始渣中的Al2O3含量;(2)适当增加渣粉消耗,冲稀渣中Al2O3含量; (3)浇注过程中随渣中Al2O3富集,可采用结晶器换渣操作。