高运明
,
阮栋
,
杨映斌
,
段超
材料与冶金学报
doi:10.14186/j.cnki.1671-6620.2015.02.008
电解含有铁氧化物的熔渣是一个潜在的减少甚至消除CO2排放的钢铁冶炼短流程新工艺.本文采用MgO或Y2O3稳定的氧化锆管内装碳饱和铁熔体做阳极,构建可控氧流电池:铁棒｜ Fe+ FeO(slag)｜ ZrO2(MgO或Y2 O3)｜[O](Fe+c饱和)｜石墨棒.在1723 K高温下通过测定电池开路电压-时间曲线、线性扫描伏安曲线、恒电压电解曲线研究了SiO2-CaO-Al2O3-MgO-FeO熔渣的电解还原行为,并借助扫描电镜与能谱分析了残样的显微结构与成分.结果表明:在本实验条件下,测定获得SiO2-CaO-Al2 O3-MgO-FeO熔渣中FeO的分解电压约为-0.25 V,测定结果位于FactSage热力学软件理论计算值范围内,表明采用本实验装置测定熔渣中FeO分解电压是可行的.在外加电压条件下可以从SiO2-CaO-Al2 O3-MgO-FeO熔渣中电解还原获得金属铁(或铁合金).可控氧流电解还原电流的大小及FeO还原效果与外加电压、ZrO2稳定剂的种类和ZrO2管(阳极)插入熔渣中的深度等因素有关.
关键词:
SiO2-CaO-Al2O3-MgO-FeO渣
,
电解还原
,
可控氧流
,
分解电压
,
固体电解质
李慈颖
,
李亚伟
,
高运明
,
杨大兵
,
李远兵
,
聂建华
钢铁钒钛
doi:10.3969/j.issn.1004-7638.2006.03.002
在热力学分析基础上,以攀钢高钛渣为基准配制的TiO2-CaO-SiO2-Sl2O3-MgO五元合成高钛渣为主要原料,采用碳热还原法制取碳氮化钛.确定了碳化处理过程中不同气氛(氩气,氮气)下的产物,采用X-射线衍射仪和扫描电镜研究了产物的相组成和显微结构,证实了在氩气气氛下,产物主要为TiC;在氮气气氛下,产物主要为Ti(C,N);氩气气氛下碳化钛的粒度比同一实验条件氮气气氛下碳氮化钛的粒度要小2～4μm.
关键词:
高钛渣
,
碳热还原
,
碳化钛
,
碳氮化钛
,
热力学
杨创煌
,
高运明
,
杨映斌
,
洪川
,
段超
,
阮栋
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140255
电解含有铁氧化物的熔融电解质提铁是一种钢铁冶炼短流程新工艺,该工艺可以减少甚至消除CO2排放.为测定熔渣中铁氧化物的分解电压,采用一端封闭的氧离子传导的氧化锆基固体电解质管内装熔渣,并以烧结在固体电解质管封闭端外侧表面的多孔铂金作为阳极,构建一种阴、阳极相互隔离的新型管状电解池.将该电解池的多孔铂金阳极置于恒定氧分压的气氛下,在熔渣中分别插入铱丝、铁棒作为阴极,利用线性扫描伏安法测定了1 723 K下SiO2CaO-MgO Al2O3熔渣中FeO的分解电压,研究了熔渣碱度、阴极材料以及阳极气氛氧分压等因素对FeO分解电压的影响.结果表明,增大熔渣碱度、阴极还原合金化以及降低电解产物气体O2的分压,均可降低FeO的分解电压,有利于FeO的电解.测定结果与采用FactSage 6.1热力学软件理论计算的结果一致.证实采用氧离子传导的固体电解质管构建新型管状电解池,测定固体电解质管内熔渣中氧化物的分解电压是可行的.
关键词:
熔渣
,
铁氧化物
,
分解电压
,
电解池
,
氧化锆基固体电解质
高运明
,
李慈颖
,
李亚伟
,
杨大兵
,
李远兵
,
聂建华
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.02.004
采用X射线衍射、扫描电镜以及能谱分析仪、图象分析仪等研究了Fe2O3加入量(质量分数分别为0、4.3%、7.2%、10%)及烧成温度(1 000 ℃、1 200 ℃、1 300 ℃、1 450 ℃)对攀钢高炉钛渣碳氮化过程的影响.结果表明:攀钢高炉钛渣进行碳氮化处理时,先期还原得到的金属铁可以充当Ti(C,N)的生长核心;随烧成温度的升高,附着在金属铁上的Ti(C,N)因金属铁的聚集而团聚长大,Fe2O3外加量增加,上述倾向越明显;当Fe2O3的加入量增加到10%时,在1 450 ℃下保温2 h,金属铁与Ti(C,N)的团聚体的平均尺寸可增大3倍以上,达到7.4 μm.
关键词:
高炉钛渣
,
氧化铁
,
碳(氮)化钛
,
晶粒长大
谢中
,
倪红卫
,
高运明
,
墙蔷
,
魏勇
钢铁研究
doi:10.3969/j.issn.1001-1447.2007.06.009
分析了镁基脱硫剂在钢水脱硫中的应用现状及发展前景,并从热力学角度探讨了镁基脱硫剂在钢水精炼中的脱硫能力.理论计算表明,钢水中单独使用金属镁脱硫剂脱硫效果不如在铁水中的脱硫效果;Mg+CaO、Mg+BaO复合脱硫剂的脱硫能力强于纯镁脱硫剂,可将钢水中的硫脱至10-6(质量分数)以下.镁基脱硫剂具有加入量少、处理过程钢水温降小等特点,适宜于无LF炉精炼设备的中小钢铁企业的深脱硫处理和一些特殊钢种的脱硫处理.
关键词:
镁基脱硫剂
,
脱硫
,
二次精炼
李慈颖
,
高运明
,
李亚伟
,
杨大兵
,
李远兵
,
聂建华
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2007.02.009
以攀钢高炉渣(粒度≤0.074 mm,w(TiO2)=21.19%)和炭黑(w(C)=98%)为原料,在密封管式炉中通入流量0.5 L·min-1的工业N2(纯度＞95%),分别在1 300 ℃、1 350 ℃、1 400 ℃、1 450 ℃、1 500 ℃保温2 h以及在1 450 ℃下分别保温0、2 h、4 h、6 h、8 h的条件下,采用碳热还原氮化法制备了Ti(C,N).用X射线衍射仪﹑电子探针﹑图像分析仪等研究了碳氮化处理温度及保温时间对Ti(C,N)的形成及其晶粒大小的影响.结果表明:碳氮化处理温度对高炉渣中Ti(C,N)的形成过程产生显著影响,温度从1 300 ℃升至1 500 ℃时,产物中Ti(C,N)的相对含量增大,其晶粒也逐渐长大,但超过1 450 ℃后,影响又不太显著;在1 450 ℃下延长保温时间能促进Ti(C,N)的生成与晶粒长大,但保温时间超过2 h后,此促进作用又不太明显.
关键词:
高钛高炉渣
,
碳热还原氮化法
,
Ti(C,N)
高运明
,
郭兴敏
,
甘硕
,
周国治
钢铁研究学报
提出了一种从氧化物熔渣中直接提取金属的电化学方法,即采用氧离子渗透膜原电池短路法,用碳作还原剂,在CaO-SiO2-Al2O3-FeO熔渣中,利用阴极合金化原理,获得无碳铁合金.结果表明:在本实验条件下,熔渣中FeO浓度越高,外电路短路电流越大.发现熔渣的还原电流包括外电路短路电流和氧离子膜的内部短路电流,可利用外电路短路电流来监测熔渣的外电路还原率.
关键词:
氧化物
,
原电池
,
熔渣
,
电化学还原
,
氧离子电流
高运明
,
宋建新
,
张业勤
,
郭兴敏
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00579
采用圆柱体状氧化锆基固体电解质原电池:(+)Pt|air|ZrO_2(MgO)|[O]_(Ag(1))|Ir(-),利用恒电压法测定了1473-1773 K银液中氧的扩散系数,通过外加恒电压后测定的电池外电路总电流,获得随时间变化的穿过固体电解质的氧离子电流,进而计算得到银液中氧的扩散系数.在假定符合Arrhenius公式的基础上,实验结果经最小二乘法处理确定的在1473-1773 K扩散系数与温度的关系为:D_O=(1.11±0.04)×10~(-3)exp(RT/-255373±1718).实验测得的银液中氧的扩散系数值与基于前人低温测定结果外推到本实验温度下的值比较接近.利用该公式计算得到1773 K下银液中氧的扩散系数Do=(1.96±0.28)×10~(-4) cm~2/s.
关键词:
银液
,
氧的扩散系数
,
固体电解质
,
电化学电池
,
可控氧流冶金
洪川
,
高运明
,
杨创煌
,
童志博
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00065
利用MgO部分稳定的ZrO2固体电解质管集成构建Pt,O2(air)|ZrO2作参比电极的可控氧流电解池,采用循环伏安、方波伏安、计时电位、恒电位电解等电化学测试技术研究了1673 K高温下SiO2-CaO-MgO-Al2O3熔渣中Ni2+的电化学行为.结果表明,O2-在熔渣中的扩散和在ZrO2固体电解质内的电迁移不是熔渣中电活性物质还原的限制性环节,在本实验条件下利用构建的可控氧流电解池研究熔渣中Ni2+的电化学行为是可行的.熔渣中Ni2+在Ir电极上还原到Ni是受扩散控制的一步还原的可逆过程,利用循环伏安和计时电位测试技术所得数据计算得出了含有3％NiO的熔渣中Ni2+的扩散系数分别为(3.50±0.18)×10-6和(2.80×0.22)× 10-6 cm2/s,与相关文献结果基本吻合.
关键词:
Ni2+
,
熔渣
,
电化学行为
,
阴极过程
,
可控氧流电解池
赵芃
,
谢光远
,
宗红军
,
高运明
,
王文长
,
阮栋
硅酸盐通报
以去离子水为溶剂,加入适量的分散剂三乙醇胺、粘结剂PVA、增塑剂聚乙二醇-400和邻苯二甲酸丁苄酯、消泡剂DF001,采用水基流延工艺成功制备了表面光滑、具有较好强度和韧性的氧化锆(TZ-5Y)薄膜.研究结果表明:聚乙二醇400和邻苯二甲酸丁苄酯配合使用可以获得较好的增塑效果;通过在15 kPa真空度下除泡20 min,同时以5 r/min搅拌,再静置2h的方法可以获得有效的除泡效果.
关键词:
氧化锆浆料
,
PVA体系
,
水基流延
,
除泡
