高还原势气氛下球团矿还原行为的研究

炉顶煤气循环氧气高炉采用纯氧鼓风以及炉顶煤气循环利用工艺使得炉内煤气成分与传统高炉相比发生了改变,炉内的煤气成分主要以H2和CO为主.为了研究还原性气体H2和CO对球团矿还原行为的影响,分别用H2-N2、CO-N2、H2-CO混合气体在1173K下通过热重的方法进行试验.研究发现还原度随着混合气体中H2或CO比例的增加而增加,但是H2的还原能力明显比CO要强.在H2-CO混合气体中H2的加入有利于还原进行.用H2-CO混合气体还原得到的还原速率不能用H2-N2和CO-N2混合气体下得到的还原速率相加得到.微观结构观察发现,用H2进行还原时得到的铁结构较致密,而用CO还原时铁会破裂为许多小碎片.在用含一氧化碳的混合气体进行还原时,还原度曲线在还原后期由于碳沉积导致出现下降的趋势.还原气体中氢气的存在会加剧碳沉积现象,而氮气的存在会抑制这一现象.对还原后试样进行X射线衍射以及化学分析表明试样中的碳以碳化铁(Fe3C)和石墨形式存在.     

基于直接还原熔分的高铁赤泥综合利用试验研究

采用基于直接还原熔分的珠铁工艺处理高铁赤泥,并通过热力学分析和实验室试验进行了验证,试验结果表明:对于山东茌平某铝厂产的高铁赤泥,采用无烟煤为还原剂、CaF2为添加剂,用高温硅钼炉模拟转底炉,当赤泥与煤粉的配合比分别为85.6％和14.4％、添加剂为赤泥和煤粉总量的2％时,含碳球团在1400℃焙烧12min可实现渣铁分离,所得珠铁和渣可分别用作钢铁冶金和浸出钪的原料.     

高炉炉料运动过程数学模型的建立其数值模拟

建立了高炉炉料一维非线性动力学数学模型，通过对其进行归一化处理，得到了反映煤气粘性力，炉墙摩擦力、渣水及铁水浮力等对炉料运动影响的６个准数。用该简化模型可得到与其它模型相同的结果。     

电流作用细化电渣重熔铸态组织机理的探讨

通过研究电流强度对凝固界面形态稳定性的影响，分析探讨了电渣重熔过程中电流强度细化柱状晶的机理。     

生物质焦与煤共气化特性研究

本文利用非等温热重分析法研究了生物质焦与煤的共气化特性,探讨了生物质焦与煤共气化反应特征温度的变化情况,并分别运用Doyle和Coats-Redfern近似函数计算了反应动力学参数.采用Doyle法计算时,相关系数R2值比Coats-Redfern法更大,因此Doyle法计算结果更合理.采用Doyle法计算出：生物质焦的气化反应活化能为134.97 kJ/mol,烟煤和无烟煤分别是197.85 kJ/mol和171.36 kJ/mol.随着无烟煤、烟煤中生物质焦掺混的比例增加,反应活化能不断下降.研究结果表明：生物质焦可以促进两种煤的气化反应,降低煤的最终反应温度和气化反应活化能.     

氧气高炉喷吹气化炉重整煤气工艺的?分析

为降低氧气高炉炼铁工艺流程中循环煤气分离和煤气预热成本, 提出氧气高炉喷吹气化炉重整煤气炼铁工艺流程.采用?分析方法对该工艺过程和传统高炉炼铁工艺过程的主要?指数进行计算和评价分析, 结果表明:在传统高炉工艺中, 高炉单元和整体系统的?损失（指每吨铁水,下同）分别为0.911 GJ/t和1.636 GJ/t;在氧气高炉喷吹气化炉重整煤气工艺中, 高炉单元和整体系统的?损失分别为0.298 GJ/t和0.826 GJ/t; 另外, 传统高炉和氧气高炉喷吹气化炉重整煤气工艺系统的?效率分别为83 %和91 %.该工艺能够实现冶金和化工行业的联合生产, 对于促进工业联产具有重要意义.      

碱金属(K)对焦炭不同光学组织气化规律的试验研究

在1100℃下,碳粉与无水碳酸钾反应会生成钾蒸汽,同时向管式炉中通入5L/min CO₂或者H₂O,使钾蒸汽和反应气体同时作用于焦炭2 h.实验完成后,对原始焦炭、无碱反应后焦炭和有碱反应后的焦炭进行光学组织鉴定.结果表明,在无碱蒸汽条件下,与各向异性组织相比,各项同性组织的反应性更高.但是,当钾蒸汽和CO₂或H₂O同时作用于焦炭后发现,各项同性组织的反应性却比各项异性组织的反应性低,这是因为各向异性组织对碱的吸附能力强,碱金属在其内部渗透能力较强,可能会生成更多的层间化合物,这对焦炭的气化反应具有催化作用.      

氧气高炉喷吹焦炉煤气数学模型

 为降低氧气高炉炼铁流程中循环煤气脱除CO2及煤气预热成本,提出了氧气高炉喷吹焦炉煤气炼铁流程,并建立了新流程能质平衡数学模型,应用该模型分别对传统高炉、传统高炉喷吹焦炉煤气、氧气高炉（鼓风氧体积分数为30%、40%、50%、100%）喷吹焦炉煤气炼铁流程主要技术参数进行计算并对比。结果表明,传统高炉喷吹少量焦炉煤气（30 m3/t）可降低燃料比13 kg/t,焦炉煤气置换焦炭的置换比为0.433 kg/m3,但是对其他参数影响不大。氧气高炉喷吹焦炉煤气流程随着富氧率提高,炉内还原势提高,CO和氢利用率下降,炉内存在还原剂表观过剩,非全氧鼓风条件下炉内没有发生氮气富集。新流程外供煤气总热值为3 000 MJ/t左右,与传统高炉相比变化不大,对现有钢铁联合企业煤气供需平衡影响较小。全氧高炉喷吹焦炉煤气炼铁流程相较于目前的高炉炼铁流程可节焦43%,增煤33%,总燃料比降低20%。     

转炉细灰对转底炉直接还原含碳球团性能的影响

将转炉细灰用于转底炉直接还原含碳球团造球试验.结果表明,转炉细灰对提高球团抗压强度和落下强度有一定效果,但要想获得理想的球团强度,须达到一定的添加量;添加一定量的转炉细灰,可以提高含碳球团的还原速率和金属化球团的TFe、MFe含量;用转炉细灰调节渣相碱度,在还原温度为1450 ℃时可实现渣铁良好分离,其脱硫效果好于同碱度下的石灰石.     

硼铁精矿的碳热还原动力学

为了揭示硼铁精矿的碳热还原机理,以高纯石墨为还原剂,进行硼铁精矿含碳球团等温还原实验,并采用积分法进行动力学分析.还原温度分别设定为1000、1050、1100、1150、1200、1250和1300℃,配碳量即C/O摩尔比=1.0.当还原度为0.1<α<0.8时,温度对活化能和速率控制环节有重要影响:还原温度≤1100℃时,平均活化能为202.6 k J·mol-1,还原反应的速率控制环节为碳的气化反应;还原温度>1100℃时,平均活化能为116.7 k J·mol-1,为碳气化反应和Fe O还原反应共同控制.当还原度α≥0.8时(还原温度>1100℃),可能的速率控制环节为碳原子在金属铁中的扩散.碳气化反应是含碳球团还原过程中主要速率控制环节,原因在于硼铁精矿中硼元素对碳气化反应具有较强烈的化学抑制作用.