论文部分内容阅读
冶金熔体的物理化学性质无论是对冶金工艺的设计还是对生产实践的操作均有直接的指导意义。本文应用分子相互作用体积模型(MIVM)及其伪多元近似法研究含钒铁液吹炼过程中的渣-金相平衡规律,丰富了钒钛资源冶金过程的基础物性数据,为生产实践提供了理论依据。应用由相图提取活度的周国治公式,计算了实验数据较为丰富的CaO-SiO2和FeO-SiO2两个氧化物体系,其与实验数据之间的平均相对误差分别为16%和22%,吻合良好。进而利用该方法计算了实验数据较为缺乏的A12O3-MgO. A1O2O3-FeO.FeO-V2O3和V203-SiO2四个二元氧化物体系的组元活度,为应用分子相互作用体积模型(MIVM)伪多元近似法预测多元复杂渣系的热力学性质准备数据基础。基于含碳铁液形成FexC群聚团的结构特点,提出了应用MIVM伪多元近似法预测含非金属铁基合金的组元活度,提高了其计算精度。利用该方法和Wagner公式分别预测了Fe-C-Mn体系的Mn组元和Fe-C-Si体系的C和Si组元活度。MIVM预测结果与实验数据之间的平均相对误差分别为4.4%,17%和13%；Wagner公式计算结果与实验数据的平均相对误差分别为58%(省略二级相互作用参数),9.0%和27%。应用两模型预测Fe-C-V体系的C和V组元活度进行对比分析,平均相对误差分别为3.9%和24%。结果表明,MIVM伪多元近似法能够较好地预测含碳铁基体系的组元活度。基于实际生产数据,应用MIVM伪多元近似法预测了Fe-C-V-Si四元合金体系的C和V组元活度和碳钒选择氧化的转化温度,与实验数据进行对比分析,其平均相对误差分别为24%,7.6%和0.9%。在此基础上,应用本模型估算了攀枝花钢铁提钒吹炼过程中“去钒保碳”的转化温度,估算值与实际生产数据吻合良好。最后,经多元线性回归了转化温度随铁液组分和温度变化的关系式：TV-C-37.55WC[％]+67394.55WV[％]-182.64WSi[％]-160355.40WTi[％]-0.15T+1963.91应用MIVM伪多元近似法对9个多元氧化物体系的组元活度进行预测,并与实验数据比较,其平均相对误差和平均偏差分别为11%和±0.0405。结果表明,应用本模型预测多元氧化物渣系的热力学性质同样具有较好的准确性与可行性。在此基础上,将本模型应用于对含钒三元渣系FeO-SiO2-V2O3的热力学性质进行预测,并与张鉴共存理论模型的计算结果进行比较。其中两模型对FeO组元活度的计算结果较为相符,平均相对误差为3.9%；其余两组元则有一定的偏差。在分析原因时,指出了MIVM预测的多元系热力学性质与二元系具有密切的关联性,原始二元相图的准确性对最终计算结果的准确性起决定作用。在讨论相平衡规律时,两模型计算铁液余钒平衡浓度范围分别为：1.83×10-5～3.77×10-5,3.34×10-6～1.29×10-5；计算钒在渣金相的分配比范围分别为：1.16×104～2.38×104,1.22x104～2.77×104。钒的氧化反应进行比较彻底。