CaO-SiO2-P2O5-FeO熔渣結(jié)構(gòu)與粘度的基礎(chǔ)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、粘度是轉(zhuǎn)爐煉鋼渣重要的物理性質(zhì)之一,對(duì)轉(zhuǎn)爐氧化冶金過(guò)程有重要影響。本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法對(duì)轉(zhuǎn)爐鋼渣重要組成單元的 CaO-SiO2-P2O5-FeO四元熔渣體系進(jìn)行了理論計(jì)算,分析了堿度、FeO和P2O5對(duì)該熔渣體系微觀結(jié)構(gòu)及粘度的影響。同時(shí)采用拉曼光譜和紅外光譜對(duì)熔渣結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了表征。采用旋轉(zhuǎn)粘度法測(cè)試了CaO-SiO2-P2O5-FeO體系在1400℃時(shí)的粘度,研究了熔渣組分對(duì)粘度的影響并修正了適用于該熔渣體系的NPL和Pa

2、l粘度模型。結(jié)合實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算,構(gòu)建起CaO-SiO2-P2O5-FeO四元熔渣體系粘度和微觀結(jié)構(gòu)之間的函數(shù)關(guān)系。
  CaO-SiO2-P2O5-FeO四元熔渣體系中Ca-O、Si-O、P-O以及Fe-O的鍵長(zhǎng)值分別為2.30?、1.61?、1.53?和2.05?。P與O和Si與O之間均以4配位的四面體存在;Ca與O和Fe與O是以6配位的八面體存在。在硅氧四面體和磷氧四面體中鍵角∠O-Si-O和∠O-P-O分別為109.5°和1

3、09°。隨著渣樣堿度和FeO含量的增加,Q0比例逐漸增加,Q2、Q3和Q4比例均減小,對(duì)應(yīng)的熔渣結(jié)構(gòu)由復(fù)雜趨于簡(jiǎn)單。P2O5含量的增加使得Q0和Q1比例減少,Q2、Q3和Q4比例增加,對(duì)應(yīng)的熔渣結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。CaO-SiO2-P2O5-FeO四元熔渣結(jié)構(gòu)的Raman光譜和FTIR光譜分析結(jié)果亦顯示:隨著堿度和FeO含量的增加,Qn對(duì)應(yīng)的峰向低波數(shù)區(qū)偏移,說(shuō)明熔渣結(jié)構(gòu)由復(fù)雜向簡(jiǎn)單發(fā)展;隨著P2O5含量的增加,Qn對(duì)應(yīng)的峰向高波數(shù)區(qū)偏移

4、,熔渣結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單向復(fù)雜發(fā)展。
  CaO-SiO2-P2O5-FeO四元熔渣體系中各離子的擴(kuò)散能力大小依次為:Ca>Fe>O>P>Si。粘度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著堿度和FeO含量的增加,熔渣體系粘度值降低。隨著P2O5含量的增加,體系粘度值增加。分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算出的粘度值和實(shí)驗(yàn)值較為接近?;趯?shí)驗(yàn)的粘度數(shù)據(jù),對(duì)NPL粘度模型和Pal粘度模型中的參數(shù)進(jìn)行了修正,修正后的NPL模型和Pal模型對(duì)CaO-SiO2-P2O5-FeO四元熔渣

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