球团干燥特性的试验研究

生球干燥是球团矿生产的重要流程之一。研究了介质温度、介质流量、球团粒径、料层厚度对生球脱水性能的影响，结果表明：升高干燥温度、增大气体流量、减小球团粒度可以加快干燥效率。在此基础上，进行干燥动力学分析，对比发现Page模型所拟合的曲线最接近实际曲线。对介质温度和流速的实验数据进行Page模型动力学分析，得出干燥介质温度T、流速V与干燥水分比MR的动力学公式。     

魔芋片对流干燥水分变化规律研究

[目的]探讨魔芋片对流干燥过程中水分变化规律及温度、干燥介质流量对其影响情况.[方法]在不同对流干燥温度下研究魔芋片的水分变化规律,并分析干燥介质流量对魔芋片水分变化的影响.[结果]魔芋片干燥具有明显的恒速期和降速期.在试验温度范围内,干燥介质温度越高、风量越大.魔芋片脱水越快、干燥时间越短.建立了魔芋片在不同温度和通风量下的对流干燥曲线拟含方程:y=ax<'2>+bx+c,其中,y为魔芋片干基含水量(g/g),x为干燥时间(min),c为魔芋片初含水量(g/g).[结论]为科学合理地设计魔芋片干燥工艺提供了参考.     

人工磁铁矿球团脱水干燥速度分析

以酒钢人工磁铁精矿和程潮天然磁铁精矿为造球原料,研究风温、风速和生球直径对球团干燥过程的影响。结果表明,酒钢人工磁铁精矿球团最佳生球干燥工艺制度为:介质温度300℃,风速2.15m/s,生球尺寸为7~9mm。程潮天然磁铁精矿生球的前期干燥速率较酒钢人工磁铁矿生球的高,两者相差22.04kg/(kg·min),但总的干燥时间差别不大。人工磁铁矿生球的干燥速度随时间变化分为先恒速、后降速2个干燥阶段,而天然磁铁矿生球则只有降速干燥阶段。     

高炉冶炼条件下天然块矿热裂指数评价新方法

随着天然块矿在高炉中使用占比的逐渐升高,其热裂指数的评价显得愈加重要。本文通过一系列试验提出高炉冶炼条件下块矿热裂指数评价的新方法,并探索样品粒度、反应气氛、反应温度和时间4个因素对块矿热裂行为的影响机理。试验结果表明：（1）块矿标准热裂后,内部存在大量裂纹,并有局部聚集的情况,此部分极易在高炉内挤压摩擦而形成粉末,这一过程形成粉末的能力即为块矿动态热裂指数;（2）块矿动态热裂指数试验最佳参数：样品粒度为20～25 mm,反应温度为900℃,还原气氛,反应时间为60 min;（3）块矿A和B的标准热裂指数(DI_{-6.3 mm})分别为11.27%及6.10%,而依据上述试验条件测试得到块矿A和B的动态热裂指数(DI_{-6.3 mm})分别为18.31%及15.35%,二者相差不大。     

块矿带式机干燥过程数学模拟研究

本文以块矿带式机鼓风干燥为研究对象，借助Fluent软件建立多孔介质床层内质量、动量、能量双方程和以及水分迁移方程的耦合数学模型，研究不同工艺条件下台车去湿量的变化规律。研究结果表明：随着鼓风温度的增加，料层去湿量增大，料层前缘在干燥时间为150 s左右发生水汽冷凝；在鼓风速度为1.43 m/s,鼓风温度为300℃的条件下，料层的去湿量与初始含水量的关系不大；随着鼓风速度的增大，料层去湿量增大，在干燥时间为360 s,鼓风速度分别为1.08、1.43、1.79 m/s时，料层最大去湿量分别为31%、36%、40%,且速度增大，冷凝区减少，但是冷凝值增大。     

利用烧结环冷余热和球团竖炉烘干块矿的降本实践

为解决块矿使用中存在的含水率高、含粉量大、难筛分等生产问题,通过充分利用烧结环冷冷却烧结矿释放的热量蒸发块矿水分和简单实施的竖炉改造来烘烤块矿,将块矿入炉平均水分控制在2%以下,高炉块矿配比增加至20%以上,高炉燃料比降低了2.6 kg/t,实现综合效益2 527万元。     

邯钢高炉提高块矿配比生产实践

对邯钢高炉提高块矿配比的生产实践进行了总结。针对块矿冶炼的难点,通过采取合理选择块矿品种、控制炉渣适宜镁铝比、槽下加设块矿烘干设备、调整高炉布料及送风操作制度等措施,邯钢高炉块矿配比平均达到21.5%,部分高炉块矿配比达到24%以上。块矿配比提高后,邯钢高炉燃料比保持在505kg/t左右,煤气利用率保持在48%以上。     

韶钢6号高炉提高入炉块矿比的实践

对韶钢6号高炉提高入炉块矿比的实践进行了总结。通过采取强化筛分管理、控制合理的煤气流分布、控制合理的炉温及炉渣碱度、关注冷却系统温度的变化、稳定出渣铁状况、提高焦炭质量等措施,6号高炉入炉块矿比由14.8%提高至22.1%。块矿比提高后,高炉炉况顺行良好,各项指标保持在较好的水平,连续3个月的焦比稳定在370kg/t左右,燃料比稳定在505kg/t左右,取得了一定的经济效益。     

典型PB块矿的物理化学特性及热爆裂行为研究

近年来国内外钢铁企业将高炉炉料结构中熟料比降低,增加天然块矿占比,以达到降本增效、减轻环保压力的目的。但天然块矿在受到热冲击下易发生热爆裂产生大量粉末,从而影响高炉的操作生产。本文以典型的PB块矿为研究对象,以其关键的物理化学性质变化为线索,采用SEM-EDS、XRD、TG-DSC、全自动压汞仪等现代分析测试技术,系统研究PB块矿的热爆裂行为及其形成机制。研究结果表明:PB块矿为典型的赤(褐)铁矿,其孔隙结构较为发达,加热过程的失重主要表现为吸附水和结晶水的汽化脱除;PB块矿在700℃的热爆裂指数达到17.8%,爆裂现象主要发生在前10 min;矿样粒度越大,其抗爆裂性能越差,热爆裂指数越大;块矿受热后水分汽化并沿缝隙向外扩散,使得裂缝进一步扩大、贯通,当水蒸气扩散通道受阻,局部压力增大或超过所在区域块矿的抗拉强度时,则会产生爆裂。     

高炉下部气体动力学条件与产量优化

 从高炉下部气体动力学条件出发，建立了反映高炉重要操作参数和最大产量之间对应关系的产量优化模型。模型计算结果表明，炉腹和死料堆焦炭的平均粒度增加5 mm，产量约提高20%；渣比下降100 kg/t，产量约提高8%；炉渣粘度下降01 Pa·s，产量约提高4%；炉顶压力增加50 kPa，产量约提高6%；富氧增加1%或提高风温100 ℃，产量约提高2%。如果维持合适的理论燃烧温度不变，高煤比时提高富氧率对产量提高的作用比煤比小时更大。结合合理的上部调剂手段，提高未燃煤粉在炉内的利用率，在大喷煤比下将大型高炉的利用系数提高到30 t/(m3·d)的水平是完全可能的。     

氧化铁气基还原过程的气体氧化动力学

 为了研究氧化铁气基还原过程的气体氧化过程,给出了气基还原单个/单层氧化铁颗粒（球团）的气体利用率计算公式,并建立了氧化铁还原及还原气体氧化的耦合动力学模型。结合氢气还原单颗粒氧化铁以及氧化铁固定床、流化床还原试验得出,在还原分数较低时,气体利用率较高,但是随着还原分数的提高,气体利用率不断下降、还原时间明显延长。缩小颗粒粒度、提高反应速率常数（温度、优质还原剂、催化剂等）等措施有利于提高还原分数和气体利用率;单纯提高气体速度（增加气矿比）,有利于提高还原分数,但是使气体利用率降低。     

宝钢4号高炉提高块矿比例实践

为了降低铁水成本,在宝钢4号高炉探索用块矿部分或全部代替球团矿的炉料结构。在提高块矿比例的过程中,重点从改善高炉透气性和保持操作炉型稳定等方面采取应对措施,高炉炉况稳定顺行,并能保持较高的煤比和较低的燃料消耗:①在烧结矿比例为70%,块矿比例提至20%以上时,高炉连续16个月平均煤比180. 2 kg/t,燃料比483.8kg/t;②在烧结矿比例为58%,块矿比例提至18%以上时,连续8个月平均煤比162.5kg/t,燃料比478.4kg/t。     

兰坪难选氧化锌矿氨浸动力学

针对兰坪氧化锌矿的特点，对氧化锌矿的氨浸动力学进行了研究。研究了氧化锌矿氨浸的机理以及氨水的浓度、温度和矿石粒度对难选氧化锌矿浸出过程的影响。结果表明，氧化锌矿氨浸属不生成固体产物层的“未反应核缩减型”模型，动力学方程遵从1-(1-a)^1/3=k ct/ρr0，浸出过程为边界层控制，提高氨水的浓度、温度以及降低矿石粒度，均可加速锌的浸出速度，提高浸出率。     

干燥过程试验研究

本文用实验的方法和根据传热、传质理论建立模型的方法，分别对保温制品的单砖干燥过程中，干燥介质的温度、湿度、流速对干燥的影响规律进行了研究，并根据所做实验数据及对干燥过程的理论研究，对逆流隧道式干燥窑的干燥制度提出了建设性建议，所得结论将对生产实际具有重大的指导意义。     

链篦机球团矿干燥过程多场耦合数值模拟

针对链篦机鼓风干燥段球团矿干燥过程,基于多孔介质传热传质和局部非平衡热力学理论,考虑球团矿料层内质量、能量和动量之间的相互耦合效应,建立了干燥过程中球团矿料层内多场耦合传递过程数学模型。采用标准的k-ε湍流模型和CFD软件对该模型进行数值模拟,获得了干燥过程中球团的温度和水分含量变化的规律。数值模拟结果与实际测量值相比较,最大相对误差小于10%。     

用氢氧化钾从明矾石中浸出钾及其动力学研究

研究了用氢氧化钾从明矾石中浸出钾，考察了搅拌速度、浸出温度、碱矿质量比和浸出时间对钾浸出率的影响，并探讨了浸出动力学。结果表明：搅拌速度900 r/min、浸出温度70℃、浸出时间30 min、碱矿质量比3/1、KOH浓度50%条件下，钾浸出率最高可达96.91%;浸出过程动力学符合表面化学反应控制模型和Avrami-Erofeev模型，表观活化能分别为41.77、40.73 kJ/mol。该法可为解决钾资源供应问题提供一种新途径。     

海砂矿和高炉粉尘复合造块还原试验

针对海砂矿和高炉布袋灰在化学成分和粒度分布方面的互补性,对海砂矿/高炉布袋灰的协同利用进行可行性研究,通过海砂矿/高炉布袋灰复合压块还原试验,考察了还原温度和矿灰比对产物金属化率、残碳量和抗压强度的影响。研究结果表明:二者协同利用具有良好的可行性,试验以还原温度1 200℃、矿灰比(海砂矿:高炉布袋灰质量比)3.2最佳,在此条件下氩气气氛中还原30 min,产物金属化率和抗压强度分别可达91.21%和150.1N/个。     

兰炭烘干的实验研究

实验考察了温度、时间因素对兰炭烘干过程中物料温度、水分的影响,给出了兰炭物料在特定条件下的干燥速率曲线,并对影响干燥过程的物性参数进行测量。结果表明:在兰炭自燃安全温度范围内,干燥介质温度越高,干燥速率越快;物料温度自干燥开始即进入上升阶段,分别在30 min、35 min及60 min左右接近于最高温度,且略低于热空气温度。实验结果将为兰炭立式烘干装置的优化设计提供基础实验数据。     

氧气高炉块矿与烧结矿软熔过程交互作用

 以不同预还原度的块矿及块矿与烧结矿的混合矿为研究对象,利用单颗粒荷重软化试验装置,考察了氧气高炉及传统高炉还原气氛对块矿及混合炉料软熔性能的影响。研究发现,高还原势的氧气高炉条件下,含铁炉料还原度的提高导致其颗粒内部铁相数量增加,低熔点渣相数量减少,块矿的软熔性能与传统高炉条件相比有所改善。同时,通过对软熔过程相关数据及炉料颗粒微观结构的分析,发现氧气高炉条件下,块矿-烧结矿混合炉料在界面上发生了交互作用;由于铁相数量的增加及渣相的减少,不同渣相的接触时间被推迟,接触的渣量也减少,导致相对于传统高炉条件,氧气高炉条件下发生交互作用的温度升高,其作用强度减弱。     

苹果片超声波预干燥传质过程试验研究

对超声波作用下苹果片预干燥过程进行了试验研究,分析了超声声强对样品预干燥速率的影响.建立了超声波预干燥过程的数学模型,模型中引入修正系数γ来反映超声波对样品内部水分扩散系数的影响.结合试验中所得样品含水率数据,计算出不同超声强度对应的修正系数,并拟合出修正系数与超声强度的关系曲线.研究结果表明,超声波有效强化了苹果片的预干燥过程,当超声强度为1.0 W/cm2时,干燥速率提高了67.2%.超声波对样品内部水分扩散系数的影响随着超声强度的增大而逐渐增强,且修正系数与声强呈线性递增关系.试验过程中发现,超声热效应引起的样品表面及中心的温度变化很小,超声强度为1.0 W/cm2时,样品平均温升小于2℃.