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不锈钢渣体系成分复杂,为了系统地探索和研究不锈钢渣的析晶行为,本文采用纯试剂配制并通过高温淬火的方法制备了CaO-MgO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-Cr2O3(CMSAF-Cr)六元体系模拟不锈钢渣,结合差示扫描量热仪(DSC),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),电子能谱仪(EDS)以及傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)等分析检测手段对其析晶行为进行了深入的研究。(1)根据文献和课题组前期研究成果确定了模拟渣的主要成分为:CaO、MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、Cr2O3。试样经定量、混匀后在1660°C下高温熔融并淬火,制备了碱度R=0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的模拟不锈钢渣。(2)制备玻璃态模拟渣的探索实验发现:设定Cr2O3含量为4%,当体系碱度R=1.0、1.5、2.0时所得模拟渣均有晶体析出;在碱度R=1.0,引入还原铁粉改性并降低MgO含量后所得模拟渣也有部分晶体析出;而当Cr2O3含量为0%、2%时,R=0.6、0.8、1.0碱度下所得模拟渣系均为非晶态。(3)将Cr2O3不同含量下所得试样于1660°C保温2h后淬火,并将所得非晶态渣样分别在1000°C、1200°C和1340°C热处理,晶相检测结果表明:在碱度R=1.0且Cr2O3(wt)%≥4%情况下多元体系CMSAFC容易生成尖晶石相,晶型类别的改变与Cr2O3(wt)%、晶体碱度有关;DSC检测显示:渣系在1100°C-1200°C出现第一个析晶峰,在1200°C-1400°C出现第二个析晶峰。(4)在不同碱度下,配比后的试样于1660°C下保温2h后淬火,并将所得非晶态渣样于1150°C下热处理,晶相检测结果表明:当多元渣系碱度R≤0.8时,晶相类别为CaSiO3和Ca2Mg(Si2O7),且Cr2O3的含量不影响模拟渣系的析晶情况;当碱度R=1.5和2.0时,晶相类别主要为Ca3Mg(SiO4)2和Ca2SiO4;而当碱度R>2.0时,无论体系中有无Cr2O3,所得渣样均呈晶态。(5)在非等温条件下,利用Kissinger方程计算析晶动力学参数,研究结果表明:Cr2O3(wt)%=0时,玻璃态渣系晶相析晶的活化能分别为:Ep1=258.03kJ/mol,Ep2=231.07 kJ/mol;Cr2O3(wt)%=2%时,玻璃态渣析晶的活化能分别为Ep3=335.15 kJ/mol,Ep4=278.85 kJ/mol。Cr2O3的含量高低直接决定了渣系析晶能力的强弱;Tp2处晶体析出能力更强;晶体生长指数n为2左右,析晶过程为整体析晶。