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近年来,由于炼铁原料的价格不断上涨,我国的大部分高炉开始使用含A12O3较高的铁矿石。随着高A12O3铁矿石使用量的增加,高炉炉渣的A1203含量大幅度攀升,使得炉渣的流动性以及脱S能力下降。S元素主要是通过界面化学反应脱除的,参与脱S反应的各组元的活度是影响脱S过程的重要因素,熔渣组元活度一直是冶金热力学研究的核心问题之一,根据冶金熔体中组元的活度,可以讨论化学平衡及相平衡,进而探讨活度对脱S反应的影响。因此建立活度计算模型,研究CaO-SiO2-MgO-A1203四元渣系中的组元活度,对进一步研究CaO-SiO2-MgO-A1203四元渣系的脱S能力具有重要意义。本文通过设计试验测定了 CaO-SiO2-A12O3-MgO四元系中a(caOO,根据熔渣的分子离子共存理论建立CaO-SiO2-A1203-MgO四元系的活度预测模型,并通过试验测定结果对模型计算的可靠性进行验证。利用活度预测模型,分析炉渣内各组元活度受R、w(MgO)/w(A12O3)、A1203等因素的影响规律,并结合脱S试验探讨CaO-SiO2-MgO-A1203四元渣系的脱硫能力。相关研究取得如下成果:(1)基于熔渣分子离子共存理论,结合相关二元、三元相图及相关的热力学数据,建立了 CaO-SiO2-A1203-MgO四元系熔渣活度预测模型,并借助MATLAB计算工具对建立的模型进行数值计算。(2)设计了在16000C下,测定CaO-SiO2二元系和CaO-SiO2-A12O3-MgO四元系的a(CaO)试验方案。研究表明该反应24h即可达到平衡,以CaO-CaF2为参考渣,饱和CaO-SiO2 二元系的 a(CaO)值为 0.0667;以 CaO-SiO2 为参考渣测定 CaO-SiO2-A12O3-MgO四元渣系的a(CaO)时,为了消除CaO-CaF2对CaO-SiO2中a(caO)影响,引入修正因子L,校正后CaO-SiO2的a(CaO)=0.0654。并根据此值和试验测定结果,确定了不同组分的CaO-SiO2-A12O3-MgO 四元渣系中a(CaO)。(3)利用试验数据对模型的可靠性进行验证,结果表明该预测模型能够计算CaO-SiO2-A12O3-MgO四元系中各组元的活度。经过分析:随及的增加,能使CaSiO3的活度值减小,使Ca2SiO4、CaO·MgO·Si02的活度值增加;在R=1.05的渣中,w(MgO)/w(Al2O3)从0.25增加到0.45时,渣中CaSi03的活度值不断减小,Ca2SiO4、CaO.MgO·SiO2的活度值增加。在R=1.20的渣中,w(MgO)/w(Al2O3)从0.25增加到0.45时,CaSi03的活度值不断减小,Ca2Si04活度值的上升趋势减缓。而在R不同的两种渣系中,w(A12O3)从12%增加到18%时,CaSi03、Ca2SiO4的活度值不断减小,CaO·MgO·SiO2的活度值不断增加。(4)CaO-SiO2-A12O3-MgO 渣系的脱 S 试验表明:当 w(MgO)/w(A12O3)=0.35、w(A12O3)=15%时,随着R的增加,Ls变大;CaSi03的活度减小,CaO和Ca2SiO4的活度增加,铁液中的w[S]更小,脱S效果最好。当w(A12O3)=15%,R=1.20时,随着w(MgO)/w(A1203)的升高,Ls变大;CaSi03的活度减小,CaO和Ca2SiO4的活度增加,铁液中的w[S]最小,表现脱S效果最好。当w(MgO)/w(A12O3)=0.35,R=1.20时,随着w(A12O3)的增加,Ls升高趋势较弱,CaSi03和Ca2SiO4的活度均减小,铁液中的w[S]最小。