机械活化条件下超细铁矿粉氢基还原特性及机制

摘要：通过热重法研究了不同机械活化程度的铁矿粉氢基还原特性,并分析和探讨了其还原反应机制。实验结果表明,机械活化对氢气还原铁矿粉有促进作用,机械活化时间越长,还原特征温度越低,还原反应所需的活化能也越低,但反应机制未发生变化,反应的限制性环节是其界面反应。机械活化明显影响到超细铁矿粉的逐级反应,对于未经活化的铁矿粉而言,逐级反应层次极不明显,而对于活化后铁矿粉的逐级反应层次随着活化时间的增加越发分明。     

碱金属盐对气基还原铁矿石的催化规律研究

通过气体催化还原氧化铁试验,研究了碱金属盐对气基还原铁氧化物反应的影响规律,对于同一种阳离子的盐催化活性规律为:氟化物＞氯化物＞碘化物＞溴化物;硝酸盐＞氢氧化物＞碳酸盐＞硫酸盐>磷酸盐.并提出了一种新的微观催化机理:添加剂的催化作用在于添加剂的原子改变Fe-O化学键的作用程度;添加剂的催化活性与阳离子、阴离子种类以及化合物的稳定性有关;这三方面因素相互耦合,共同决定添加剂的催化性能;其催化性能用公式表示为:Ψαf(M ) βf(X-)-γ(T)f(MX).     

钛煤混喷模拟试验

提出了一种钛煤混喷工艺,不同于之前局部风口喷吹的应急性护炉,而是高炉全部风口常规、同时喷吹钛煤粉。认为钛煤混喷无须专门喷吹设施,工艺简洁,具有炉缸周向防护好、高炉周向工作状态更均匀的理论优势。为验证钛煤混喷的工业可行性,在实验室内进行了钛煤流动特性、偏析分层效应、悬浮沉降特性、钛煤燃烧特性的模拟试验。结果表明,控制合适的钛煤比例和钛粉粒度,钛煤混喷具有工业应用的可行性。     

煤氧喷枪中心氧管参数之间的关系

利用等截面管中氧气射流理论公式对影响煤氧喷枪中心氧管氧气流动的主要参数进行计算。计算结果表明：氧气出口马赫数及氧气入口压力与氧管内径、氧气流量、炉内操作压力以及氧气入口温度等因素有关。同时推出计算氧气出口马赫数和氧气入口压力的显式函数公式：Ｍ２＝Ｑ＾０．８９６３９Ｔ１＾０．４２４８５／ｐ３＾０．８７３３４Ｄ＾１．８２７１２×４．３４００７×１０＾－８ ｐ１＝Ｔ１＾０．４９１７９ｐ３＾０．１３６８１     

熔融还原炉氧煤喷枪枪体温度场的数学模型

通过建立熔融还原炉氧煤喷枪枪体温度场二维模型，对枪体的温度分布及其影响因素进行了分析。分析结果表明，沿枪体轴向方向，前端温度梯度很大，末端温度梯度明显减小；沿枪体横向方向，枪体温度从外层向内层逐渐降低；提高燃烧温度使枪体温度显著升高；在计算条件下，环缝中粉气比对枪体温度影响很小；煤粉流量及氧气流量对枪体温度分布的影响与有效氧碳比有关。     

用双参数模型估算复合氧化物的标准熵

 提出了估算二元复合氧化物标准熵的双参数模型。用此模型可估算由CaO、SiO2、TiO2等38个简单氧化物之间形成的二元复合氧化物的标准熵，其涉及到硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、硼酸盐、磷酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、铁酸盐、铬酸盐、钒酸盐、钨酸盐、钼酸盐、锆酸盐、亚硒酸盐、铪酸盐、铀酸盐等多个体系。在估算已知的251个二元复合氧化物标准熵时，平均误差为435 J·mol-1·K-1，标准差为555 J·mol-1·K-1。用此双参数模型还可估算三元复合氧化物的标准熵，在估算已知的19个三元复合氧化物标准熵时，其平均误差为713 J·mol-1·K-1，标准差为1012 J·mol-1·K-1。     

工艺参数对白钨矿直接炼钢的影响

通过实验研究了工艺参数对白钨矿收得率的影响规律。完全用白钨矿冶炼含钨高的合金钢(9%W)是可行的。硅铁还原白钨矿时,炉渣碱度应控制在1.5以下。碳粉还原白钨矿时,渣中最好不要添加CaF2。硅铁和碳混合还原剂还原白钨矿时,碳还原白钨矿比例控制在30%以下能取得较好的还原效果。     

电渣重熔体系影响渣池运动因素的解析

对影响电渣重熔体系渣池运动的因素进行了分析与计算,同时建立了渣池速度场与温度场耦合的数学模型。计算结果表明：电磁力是渣池运动的主要驱动力;此外,渣池温度分布不均匀产生的浮力对渣池运动的影响也很显著,而电动力及金属熔滴在渣中下落产生的摩擦力对渣池运动的影响相对较小。     

电渣重熔体系电毛细振荡的动态模拟

通过理论分析和交、直流电动态模拟试验证实了交流电渣重熔体系存在电毛细振荡;交流电频率越高,渣－金界面的振荡频率越大,振幅随之减小;在直流电渣重熔过程中,渣－金界面不存在电毛细振荡。