西安建筑科技大学硕士论文
表2.9 结构矩阵及计算结果
x6
x7 x1x3
1 1 －1 ··· ··· ··· ··· ··· ··· ··· x15 x4x5
－1 －1 1 ··· x12
2xij?
2 x2··· ··· ··· ··· ··· ··· x0
1 1 1 ··· x1
－1 －1 －1 ··· x2
－1 －1 －1 ··· 2 x5熔化温度
···
x5
1 －1 －1 ··· x1x2
1 1 1 ··· 2xij? 2xij?
0.77 0.23 0.23 0.23 ··· 0.77 0.23 0.23 0.23 ··· 0.77 0.23 0.23 0.23 ··· yt
1346 1338.5 1331.5 ··· 1 2 3 ··· 27
··· ··· ··· ··· 1
0 0 ··· 0 0 0 ··· 0 －0.77 －0.77 ··· －0.77 1336.5
Bj??xkjykk?12736090.5 -10.359 0.603 ··· 45.41 －10 7 ··· 52 34.474 18.918 ··· -58.861
?yk?12727k?36090.5
dj??xk?1272kj
27 20.786 20.786 ··· 20.786 16 16 ··· 16 11.5 11.5 ··· 11.5
?yk?12k?48244045.25(?yk)2k?127
1336.68
-0.498
0.029
···
2.185
－0.625
0.438
···
3.25
3.01
1.652
···
-5.14
bj?BjdjSt??yk?1272k?27B2j
Uj?B2jdj ?3745.25
107.309
0.363
···
2062.068
100
49
···
2704
1188.48
357.910
···
3464.591
Sr??Uj?3587.446k?127
5.162
0.018
···
99.203
6.25
3.063
···
169
103.778
31.253
···
302.529
Se?St?Sr?179.32
23
西安建筑科技大学硕士论文
本节对各因素进行分析，使用（2-8）的回归方程，改变因素水平，探讨变化规律，寻求合理参数。
2.5.1单组分对电渣重熔炉渣熔化温度的影响
（1）炉渣中?(CaF2)对其熔化温度的影响
只考虑x1对熔化温度的影响，令x2?x3?x4?x5?0，即?(CaO)=10.5%，
?(SiO2)=6.5%，?(Al2O3)=24%，?(MgO)=4%，则回归方程为：
t?1 768.49?14.94z1?0.13z12 （2-11）
13801370 t/℃ 1350134035404550 5560657075CaF2 / % 1360
图2.7 CaF2含量对电渣重熔炉渣熔化温度的影响
由图2.7可知，CaF2能显著降低炉渣的开始熔化温度和熔化温度，促进炉渣流动，使渣和金属很好地分离，在冶炼过程中有利于脱硫、脱磷。随着CaF2含量的增加，电渣重熔炉渣熔化温度逐渐降低，当CaF2由40%增加到60%，熔化温度降低约40℃左右。CaF2含量对五元炉渣的熔化性温度有这比较显著的影响，主要原因在于CaF2(熔点1360℃)的加入能够和高熔点的氧化物SiO2（熔点1713℃）、MgO(熔点1713℃) 、CaO(熔点2570℃) 、Al2O3(熔点2030℃)形成低熔点共晶体，如生成镁黄长石Ca2MgSi2O7(熔点1458℃)、枪晶石3CaO·CaF2·2SiO2(熔点1400℃)等，共晶体能够使渣中高熔点相减少，从而降低了渣的熔化温度[44],随着CaF2含量超过60%以后，渣的熔点又有所提高。
（2）炉渣中?(CaO)对其熔化温度的影响
只考虑x2对熔化温度的影响，令x1?x3?x4?x5?0，即?(CaF，)=57.5%2?(SiO2)=6.5%,?(Al2O3)=24%,?(MgO)=4%，则回归方程为：
24
西安建筑科技大学硕士论文
2 （2-12） t?1359.09?4.2z2?0.2z2 135613521348134413401336 t/℃369 CaO15
图2.8 CaO含量对电渣重熔炉渣熔化温度的影响
由图2.8可知，随着CaO的增加，炉渣熔化温度先逐渐降低，然后有所升高，熔化性温度的降低是比较显著的。当?(CaO)由1%增加到10%，熔化温度下降了大约28℃。可见，CaO对炉渣有助熔的作用，原因在于CaO(熔点2570℃)可与Al2O3形成较低熔点的共晶体，例如CaO·Al2O3的共晶温度为1395℃，并使炉渣中的高熔点相Al2O3减少，使得炉渣的熔化温度降低。因此，CaO增加有利于降低渣剂的熔化温度。
（3）炉渣中?(SiO2)对其熔化温度的影响
只考虑x3对熔化温度的影响，令x1?x2?x4?x5?0，即?(CaF，)=57.5%2?(CaO)=10.5%,?(Al2O3)=24%，?(MgO)=4%，则回归方程为：
2 （2-13） t?1 269.13?18.76z3?1.92z3 132013101300t/℃ 128012701260246 SiO8102% 1290
图2.9 SiO2含量对电渣重熔炉渣熔化温度的影响
25
西安建筑科技大学硕士论文
从图2.9可以看出，随着SiO2的增加，炉渣的熔化温度先升高后降低，在SiO2含量在5％左右时炉渣熔化温度达到最高值1315℃。随着SiO2含量的继续增加，炉渣的熔点出现显著的降低，当SiO2含量达到10%时，熔点最低可降到1265℃左右。
（4）炉渣中?(Al2O3)对其熔化温度的影响
只考虑x4对熔化温度的影响，令x1?x2?x3?x5?0，即?(CaF，)=57.5%2?(CaO)=10.5%,?(SiO2)=6.5%，?(MgO)=4%，则回归方程为：
2 （2-14） t?1 429.09?7.45z4?0.15z4 1350134813461344 t/℃1342134013381336162024Al2O3 % 2832
图2.10 Al2O3含量对电渣重熔炉渣熔化温度的影响
从图2.10可以看出，随着Al2O3的增加，炉渣的熔化温度先降低后升高，在Al2O3含量从16％升高到24%左右，炉渣熔化温度从1349℃降低到1336℃左右，熔点可以降低13℃左右，原因在于Al2O3的加入生成了莫来石3Al2O3·2SiO2（熔点1750℃）、钙长石CaO·Al2O3·2SiO2（熔点1557℃）、铝黄长石2CaO·Al2O3·SiO2（熔点1596℃）等低熔点共晶体，导致炉渣的熔化温度逐渐降低。
（5）炉渣中?(MgO)对其熔化温度的影响
只考虑x5对熔化温度的影响，令x1?x2?x3?x4?0，即?(CaF，)=57.5%2?(CaO)=10.5%,?(SiO2)=6.5%，?(Al2O3)=24%，则回归方程为：
2 （2-15） t?1 310.25+12.06z5?1.37z526
西安建筑科技大学硕士论文
134013301320t/℃131013001290128012700246MgO % 81012
图2.11 MgO含量对电渣重熔炉渣熔化温度的影响
从图2.11可以看出，随着MgO的增加，炉渣渣熔化温度先升高后降低，在MgO含量在5％左右时该五元炉渣熔化温度达到最大值1338℃左右。随着MgO≥5%，炉渣的熔点出现比较显著的降低，这是由于MgO与CaO形成的二元相图为共晶型[45]其共晶体为它们之间互相溶解形成的固溶体，因固溶体组成不同，导致对CaO的熔点影响不同。并使得炉渣的熔点出现比较明显的下降趋势。 2.5.2二元组分对电渣重熔炉渣熔化温度的影响
（1）炉渣中?(CaF2)和?(CaO)对其熔化温度的影响
同时考虑x1和x2对熔化温度的影响，令x3?x4?x5?0，即?(SiO2)=6.5%，
?(Al2O3)=24%，?(MgO)=4%，则回归方程为：
2 （2-16） t?1 760.7-14.43z1?3z2?0.05z1z2?0.13z12?0.2z2 1430142014101400t /℃ CaO=6% CaO=9% CaO=12% CaO=1590138013701360485256CaF2 / `64
图2.12 CaF2、CaO含量对电渣重熔炉渣渣熔化温度的影响
27