燃烧条件对准颗粒CO排放影响的数值模拟

在烧结过程中料层不同位置温度、氧气浓度、空气流速等条件存在差异巨大,为探究烧结过程中燃烧条件对烧结准颗粒CO生成行为的影响,利用数值模拟的方法研究了不同准颗粒烧结过程。通过FLUENT软件,以多孔介质模型为基础,结合能量方程模型、组分输运方程模型、燃料燃烧以及污染物排放的反应动力学模型,以自定义功能(UDF)对各方程模型的源项进行定义与修正,建立了4种不同结构铁矿石烧结准颗粒,即S′型(裸露型)、S型(被覆型)、C型(外包型)和P型(球团型)的燃料燃烧过程模型,阐述了各种因素对烧结准颗粒中燃料燃烧行为及污染物排放特性的影响规律。模拟结果显示,准颗粒烧结过程CO排放规律随着燃烧条件的变化而发生改变,不同的反应条件对准颗粒内焦炭的燃烧速率有不同影响。当环境温度从1 200 K升至1 400 K时,准颗粒的CO排放总量下降了2%左右。较高的环境风速与氧气浓度都使准颗粒的CO排放浓度峰值增加,同时增加了焦炭的未完全燃烧程度。     

烧结过程中煤焦适宜配比的试验研究

为降低烧结过程中固体燃料的成本，在实验室系统研究了不同煤焦配比对烧结过程及烧结矿冶金性能的影响规律及机理。结果表明，在恒容低位发热值相等的条件下，烧结固体燃料中煤焦配比在7：3左右比较合理。     

颗粒结构对焦粉燃烧性能的影响

在日本铁矿烧结中每年排放约32MtCO2,占总排放量的2.6%。由于烧结废气中含有一定量的CO,因此如果焦粉能够完全燃烧就可减少其消耗量。为明确焦粉在烧结过程中的燃烧机理,目前的研究主要是基于焦粉在铁矿石、石灰石和氧化铝等各种烧结物料颗粒间的位置对其着火温度和燃烧速率的影响。对粗焦粉颗粒来说,铁矿石和石灰石的附着会降低其着火温度,加快燃烧速率。除焦粉和石灰石形成的复合小球状颗粒外,细焦粉颗粒则会黏附于其他物料颗粒表面或者与其他物料颗粒共存形成的复合颗粒,既不会改变焦粉的着火温度,也不会改变其燃烧速率。石灰石对加快焦粉燃烧速率似乎具有催化作用。     

烧结大烟道废气循环利用合理氧含量和温度控制研究

研究了利用烧结大烟道废气进行热风烧结时合理的废气氧含量和废气温度,利用Fluent软件模拟了不同废气氧含量和废气温度对烧结料层碳燃烧及料层温度场分布的影响。根据模拟结果,建议循环废气温度控制在300~350℃,最高不高于400℃,最低不低于250℃;循环废气中的氧含量控制在19%以上,最低不能低于17%。基于上述基础研究,对迁钢360m2烧结机实施了烧结大烟道废气循环改造,改造后循环废气氧含量达到19%,废气温度达到310℃,烧结矿质量明显改善,平均粒径提高2.25 mm。     

烧结机采用煤焦混用生产工艺的实践

介绍了杭钢为降低烧结生产成本,固体燃料使用一定比例的煤粉替代焦粉的生产工艺。针对煤粉破碎时粒度可控性差、热值低、燃烧速度不均等不足,通过在破碎前对煤焦充分混合后,破碎时对煤焦粉粒度的控制,优化操作工艺等措施,解决了煤焦混用及煤粉用量提高后烧结生产顺行,产量提升,烧结矿质量稳定的生产难题。     

气固反应原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料

以氢化脱氢钛粉为原料, 经冷等静压成型, 在一定温度下通过CH4和钛粉颗粒间的气固反应在钛粉表面原位生成均匀的TiC颗粒, 采用真空烧结技术制备得到氧含量(体积分数)低于0.2%的TiC颗粒增强钛基复合材料。研究表明, TiC颗粒体积分数比可通过气固反应温度和时间控制, 可获得较高体积分数(> 30%)的TiC颗粒增强钛基复合材料。TiC首先在钛粉颗粒表面形成, 烧结过程中, 钛粉颗粒明显阻碍TiC晶粒长大, 细化TiC晶粒; 同时, 过多的TiC颗粒也阻碍烧结过程中钛的自扩散, 降低烧结相对密度。钛粉压坯在700℃、CH4气氛下发生气固反应(30 min), 再经1300℃烧结后获得的相对密度为98.6%的烧结试样, 试样的综合力学性能较好, 抗拉强度为606 MPa, 延伸率达14.4%, 硬度为HV 442。值得注意的是, 较短时间的气固反应不能够保证压坯内外整体实现原位生成均匀TiC颗粒, 导致烧结试样内外组织的不均性。     

富氧条件对低热值燃气烧结点火的影响

针对低热值燃气燃烧温度低导致烧结点火质量差的问题,采用描述碳氢火焰燃烧的化学动力学详细机理GRI-Mech3.0对低热值燃气的燃烧过程进行模拟;研究了富氧条件对低热值燃气燃烧温度、烟气氧浓度和燃烧速率的影响;开展了低热值燃气富氧点火技术的工业化试验。研究结果表明,采用富氧空气作为助燃剂可以显著提高低热值燃气点火温度,改善点火效果;当助燃风氧体积分数提高至0.23时,纯高炉煤气点火效果可以提高至与采用空气加混合煤气的点火效果相等;进一步提高助燃风氧含量使得烧结点火能耗相应降低,表层烧结矿质量相应增加。工业化试验表明,富氧点火是实现低热值燃气高质低耗点火的有效途径,对降低烧结工序点火能耗有积极意义。     

混粉烧结法制备铜包铬复合粉末的研究

提出了一种新的铜包铬粉制备工艺,采用了混粉烧结法制备电触头材料用的铜包铬粉末。采用扫描电子显微镜、金相显微镜、能谱仪、氧含量测试仪和X射线衍射对粉末的形貌、成分、氧含量、相组成等进行了研究,分析了温度、烧结时间、有无添加粘结剂混粉方式对铜包铬粉性能的影响。实验结果表明:混粉烧结法较佳的工艺条件为温度450～500℃、烧结时间3 h,制备的铜包铬粉包覆层致密,氧含量小于1200×10~(-6),包覆层为铜颗粒烧结成的薄层结构,包覆层厚度为1～5μm;在混粉过程中添加粘结剂环氧树脂,能显著提高铜含量和包覆层厚度,铜含量可达到50%,包覆层由细小的Cu颗粒堆积而成,呈现葡萄状结构,包覆层厚度可达20μm;混粉烧结法制备的铜包铬粉由Cu, Cr两相组成。     

准颗粒中烧结用燃料燃烧特性

为探究准颗粒中烧结用燃料燃烧特性及相关因素的影响,采用拉曼光谱和TG-DTG法对烧结现场所用无烟煤和焦粉的碳素结构和燃烧特性进行了检测,并建立了能够准确描述准颗粒中燃料燃烧过程的反应-扩散混合控制方程。同时利用非等温热重法探究了粒径和氧气体积分数对准颗粒燃料燃烧特性的影响。实验表明,焦粉中缺少了无烟煤拥有的含氢侧链,使得无烟煤的燃烧性能明显优于焦粉。低温条件下,燃烧速率、着火稳定性和燃烧性能都随着燃料粒径的减小而增大,但会在粒径小于0.1 mm时达到峰值;而反应气体中的氧气体积分数与燃料燃烧速率呈明显的线性关系。     

烧结过程中燃料对NO_x排放的影响

为了降低烧结工艺氮氧化物(NO_X)排放量,作者通过卧式炉研究了烧结燃料种类和燃料结构对烧结工艺NO_X排放的影响规律。研究结果表明:不同燃料烧结过程中排放的NO_X的质量浓度差异较大,燃料在烧结过程中NO_X的质量浓度由小到大的顺序为:低氮无烟煤焦粉高氮无烟煤.混合燃料烧结过程中NO_X的实际平均质量浓度随着低氮无烟煤替代焦粉比例的升高而降低,随着高氮无烟煤替代焦粉比例的升高而升高,但均低于计算得出的NO_X加和平均值,且随着替代比例的增加,NO_X的实际排放质量浓度与加和平均值间的差值增大.烧结生产中应减少高氮无燃煤的使用比例,采用焦粉加低氮燃料相配合的燃料结构,充分利用燃料分段燃烧强化NO_X同相和异相还原,降低烧结工艺中NO_X的排放量.     

金纳米颗粒烧结的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了不同尺寸Au纳米颗粒在烧结过程中晶型转变及烧结颈长大机制.研究发现纳米颗粒的烧结颈生长主要分为两个阶段:初始烧结颈的快速形成阶段和烧结颈的稳定长大阶段.不同尺寸纳米颗粒烧结过程中烧结颈长大的主要机制不同:当颗粒尺寸为4 nm时,原子迁移主要受晶界（或位错）滑移、表面扩散和黏性流动控制;当尺寸在6nm左右时,原子迁移主要受晶界扩散、表面扩散和黏性流动控制;当颗粒尺寸为9 nm时,原子迁移主要受晶界扩散和表面扩散控制.烧结过程中Au颗粒的fcc结构会向无定形结构转变.此外,小尺寸的纳米颗粒在烧结过程中由于位错或晶界滑移、原子的黏性流动等因素会形成hcp结构.      

高氧钽粉用镁处理降氧的研究

钽粉中氧含量过高时,在烧结阳极过程中,会造成阳极引线发脆和漏电流K值增加。通常钠还原法生产的电容器级钽粉的除氧,是采用氢氟酸洗涤的方法来除去的。其原理为     

煤基固体燃料燃烧特性分析

为揭示烧结固体燃料自身特性以及燃烧过程参数对燃烧行为及相关特征参数的影响规律,采用TG-DTG-DTA法针对燃料种类、准颗粒形态、粒径、氧体积浓度、升温速率等因素进行燃烧特性试验研究.结果 表明,无烟煤的燃烧特性优于焦粉;P型准颗粒燃烧性能最优,S型最差,着火温度T8从低到高依次为S＜C≈P＜S ',燃尽温度Tb为S＜...     

合成温度对La0.85K0.15MnO3纳米颗粒磁性能的影响

采用非晶态配合物前躯体法在比较低的烧结温度合成了钙钛矿结构氧化物La0.85K0.15MnO3纳米颗粒,系统的研究了烧结温度对La0.85K0.15MnO3纳米颗粒磁性能的影响,用PPMS测量样品的居里温度和磁性能,结果表明烧结温度范围在600℃～1000℃之间,居里温度TC为274.5 K,和烧结温度没有明显关系,在H=2T时,烧结温度分别为600℃,800℃,1000℃,对应的磁熵变△SM分别是2.02 J/(kg.K),3.06 J/(kg.K),3.56 J/(kg.K),当烧结温度升高到1200°C时,居里温度TC为242.9K,通过控制烧结温度来调节La0.85K0.15MnO3纳米颗粒的磁性能。     

烧结烟气CO的产生及治理途径——生成机理及排放规律

铁矿烧结是典型的高能耗高污染过程,其能耗仅次于炼铁。烧结过程80%～85%的能源消耗来自于固体燃料。本文对烧结工序所使用的固体燃料的燃烧行为进行分析,总结出烟气中CO少部分来自于燃料挥发分的裂解反应,绝大部分来自于局部低氧气氛下焦炭颗粒的不完全燃烧反应,以及气流存在条件下固体碳气化产生的CO因未能燃尽而被带入废气;并通过固体碳燃烧气固两相双膜模型对CO的生成机理进行了分析;此外,对烧结机各风箱烟气中O_2、CO_2、CO的排放进行关联研究,阐明了烧结过程CO的排放特性。     

准颗粒中烧结用燃料燃烧特性

摘要：为探究准颗粒中烧结用燃料燃烧特性及相关因素的影响，采用拉曼光谱和TG DTG法对烧结现场所用无烟煤和焦粉的碳素结构和燃烧特性进行了检测，并建立了能够准确描述准颗粒中燃料燃烧过程的反应 扩散混合控制方程。同时利用非等温热重法探究了粒径和氧气体积分数对准颗粒燃料燃烧特性的影响。实验表明，焦粉中缺少了无烟煤拥有的含氢侧链，使得无烟煤的燃烧性能明显优于焦粉。低温条件下，燃烧速率、着火稳定性和燃烧性能都随着燃料粒径的减小而增大，但会在粒径小于01mm时达到峰值；而反应气体中的氧气体积分数与燃料燃烧速率呈明显的线性关系。     

微波烧结制备WC-8Co硬质合金过程中的脱碳行为研究

碳平衡在硬质合金的制备过程中具有非常重要的意义,脱碳和渗碳都会对合金的显微组织和力学性能造成不良影响。主要研究了在微波烧结条件下,合金脱碳因素(气氛、氧含量、烧结工艺等)对WC-Co硬质合金显微组织的影响。结果表明:氮气和氢气会造成合金表层脱碳,随着烧结温度的提高和保温时间的增加脱碳层变厚;压坯中较高的氧含量会使合金表层形成多达五层的脱碳组织;最后讨论了在微波加热条件下WC-Co合金脱碳的动力学和热力学机制。     

H_2对预烧结后的WC-11.2Co-0.3TaC硬质合金组织及性能的影响

以二次烧结过程中是否通入H_2的两组WC-11.2Co-0.3TaC硬质合金为研究对象,采用金相显微镜观察、物理化学性能检测等分析测试方法,研究了H_2对预烧结后的合金组织及性能的影响。结果表明:经850℃预烧结后试样的氧含量受放置时间的影响,放置时间越长,试样中的氧含量越高,当放置时间超过12 h后,氧含量基本稳定在0.22%左右。二次烧结过程中H_2的介入能较好地保护WC-11.2Co-0.3TaC硬质合金中的碳含量,使其相对磁饱和强度维持在94.9%左右,而较高的碳含量导致出现了较多欠匀的WC晶粒,同时也造成合金密度、硬度、矫顽磁力及抗弯强度下降,相比于未使用H_2的二次烧结试样,抗弯强度降低了604 N/mm~2。     

含铜铁基粉末冶金零件烧结性能的研究进展

含铜铁基粉末冶金材料在烧结前后易发生尺寸变化,为此类零件的生产带来不便。本文介绍了有关含铜铁基粉末冶金材料的烧结过程、烧结过程中铁铜粉末颗粒尺寸变化和烧结尺寸变化的相关研究进展,主要包括以下内容:高于Cu熔点温度烧结时,Cu颗粒熔化扩散渗入Fe颗粒中,在Cu颗粒原本位置形成流出孔隙,从而造成烧结坯尺寸的膨胀;随着烧结温度或烧结时间的增加,烧结过程中铁铜粉末颗粒的尺寸呈增大趋势;影响含铜铁基粉末冶金材料烧结尺寸变化率的主要因素是粉末粒度及合金元素的成分和含量。     

燃料粒度对烧结指标的影响研究

为研究燃料粒度对烧结指标的影响,通过STA差热分析了不同粒度燃料的燃烧性能,通过烧结杯实验研究了不同粒级燃料对烧结过程指标及烧结矿质量的影响,通过显微镜分析了不同方案下烧结矿的矿相结构。结果表明:各粒度的燃料均在接近500℃时开始燃烧,在800℃时均燃烧完毕;粒度越小,开始燃烧温度相对越低,燃烧速度越快;燃料粒度越大,开始燃烧温度相对稍高,燃烧速度越慢;降低燃料中小于1 mm比例,增大1~3 mm燃料粒度,能够提高燃料燃烧热的利用率,增宽燃烧带,有利于液相生成,提高烧结矿质量。