氧化铁碳热还原过程间接还原规律研究

为了研究碳热还原过程的间接还原规律,在20 kg/h推舟炉加热装备上开展试验,借助在线气体分析仪和金属铁产品的化学成分检测,探讨了煤种、煤粉粒度以及铁精矿粉制备方式等因素对间接还原反应的影响,最后从理论上解析了该反应过程的间接还原来源和定量关系。研究表明:间接还原主要来源于碳热直接还原过程产生的CO与氧化铁间发生的化学反应;步进还原过程中,煤中部分挥发分参与间接反应,使得稳定期煤气中的CO_2/(CO+CO_2)比例超过20%;铁精矿粉粒度越小,还原效果越好,间接还原比例越高。     

关于熔融还原最佳还原度计算公式的讨论

本文根据质量平衡推导出熔融还原最佳还原计算公式，计算了熔融还原在最佳还原度时碳耗，产生的ＣＯ量和煤气的利用率，并与Ｆ．Ｏｅｔｅｒｓ教授的计算结果进行了比较。     

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.     

碳热预还原及二次氢还原试制超细铁粉研究北大核心

在钢带试验装置上开展了低温碳还原及氢二次还原试验试制超细金属铁粉。研究了3种不同成分的碳粉对金属铁粉产品质量的影响,结果表明低灰分、高固定碳含量碳粉符合纯金属铁粉制备的要求;添加少量催化剂,能够显著提高低温碳的还原效果,并能提高低温下的间接还原率。还原温度为850℃、加热时间为2 h、还原碳为原料中氧含量的80%,碳酸钾的加入量为0.5%~1.0%,可以得到全铁含量大于91.7%的铁粉,在此基础上750℃氢还原2 h,可以得到成分合格的超细金属铁粉,产品的D50为5~6μm,D90为10~12μm,松装密度为1.35 g/cm3。     

富铅渣熔融还原加料工艺研究

以铅含量为15%的富铅渣为原料,研究了碳直接还原液态富铅渣工艺制度。系统考察了加料方式、还原剂种类与加入量对富铅渣液态还原过程的影响。结果表明：采用还原剂与富铅渣混合配料进行还原效果较好,半焦还原性能优于褐煤。当采用褐煤进行还原时,焦率为3%,还原终渣含铅可低于1%。     

铁矿石还原气-固还原行为研究现状

系统分析了铁矿石还原性的影响因素以及铁矿石的气固还原动力学特征,铁矿石的化学成分、孔隙率和矿 物组成对其还原性都有影响,总体来看,铁矿石中的碱性氧化物对铁矿石的还原有促进作用,而酸性氧化物对其还 原有阻碍作用。提高铁矿石中微气孔的比例以及提高还原性好的矿物,如铁酸钙的含量可改善铁矿石的还原性; 对于铁氧化物气固还原动力学的研究大多采用未反应核模型,在还原的不同阶段具有不同的限制性环节,比如在 浮士体还原到金属铁阶段,前期还原反应由气体内扩散与界面化学反应混合控制,后期界面化学反应为还原反应 的控制环节。总结前期的研究结果,结合当前资源现状提出了今后铁矿石还原行为的2个研究方向:①加强 Al 2 O 3 、K 2 O、Na 2 O、ZnO等杂质元素和有害元素对铁矿石还原性影响研究;②加强高炉实际含铁原料,如烧结矿、 球团矿和块矿的气固还原动力学研究。     

熔融还原炼铁工艺的煤气富氢改质预还原

考虑到二步法熔融还原炼铁过程中终还原煤气降温和提高预还原效率的需要,以Corex为例分析了终还原炉煤气富氢改质后用于预还原的优势,讨论了其不利因素和对策.结果表明,对终还原炉煤气进行富氢改质后用于预还原是可行的.     

熔融还原冶炼高速钢

对用白钨矿、氧化钼和钒渣冶炼高速钢进行热力学和动力学的计算与分析。在熔融还原过程中,CaWO_4、MoO_3、V_2O_5、将被C、CaC_2、Si-Fe、SiC所还原。反应过程包括:固-固反应、液-固反应、铁浴反应和液-液反应。开发了低温快速还原、控制渣量、抑制沸腾等技术。(WO_3)还原限制性环节是WO_3在熔渣中的扩散,改善渣流动性,扩大反应界面能加快WO_3的还原,用阻尼剂能有效抑制钼的挥发。 在20tAC电弧炉用氧化钨矿工业化生产高速钢M-2成功,质量优异,具有缩短工序、节约资源、降低能耗,提高成品率和改善环境等优点。综合上述功效,每吨M-2钢节约成本1780元。应用这一新技术,重庆特钢公司累计生产M—2钢7981t。     

土木工程专业双语教学实践与课程设置探讨

双语教学是高等学校培养既有专业知识又有较强国际交流能力人才的重要教学模式之一。对青岛理工大学土木工程专业开展双语教学的具体实践进行了总结,并就如何更好地开展专业双语教学的一些相关问题及课程设置进行了探讨,以期对同类学科的教学提供参考。     

“材料科学基础“课程双语教学的实践与研讨

阐述了开展"材料科学基础"课程双语教学的意义,探讨了制约其双语教学开展的不利现状和实施双语教学的有利奈件,在现有的教学奈件下,引进国外优秀原版教材,进行"材料科学基础"专业课多媒体双语教学实践.结果表明,合理组织教学资源,选用原版教材,发挥多媒体技术的积极作用,有选择地开展"材料科学基础"课程双语教学是可行的,而且可以获得良好的教学效果.     

不锈钢粉尘中低温氢还原实验研究

分析了不锈钢粉尘的矿相结构,并对粉尘中各氧化物还原的热力学进行计算,采用自行设计的竖直螺旋管输送反应器,对不锈钢粉尘在中低温条件下进行氢还原实验,探讨了温度和反应时间对粉尘还原率的影响.结果表明,最长还原时间达到300 s,反应温度从500到700 ℃,还原率从39.36%升高到64.30%.     

预还原球团在铁碳熔体中熔融还原传质规律的研究

本文对不同预还原度的铁矿球团在铁碳溶体中溶融还原的规律进行了实验和理论研究，针对熔还原反应特点，提出了表观FeO浓度概念，根据传质理论和球团矿熔融还原的特性，建立了支映球团矿在铁碳熔体中熔融还原反应规律的双相传质模型，实验和理论计算结果表明，球团预还原度和熔化速度等因素对熔融速率影响较大。     

预还原铬铁矿的熔融还原研究

对经过不同预还原步骤的铬铁矿，用碳使其在１５００℃和１６００℃下还原为ＣａＯ－ＭｇＯ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＳｉＯ_２系的熔融渣。当预还原铬铁矿在≥１２００℃温度下熔融还原时，铬由Ｃｒ~（３＋）转化为易溶解的Ｃｒ~（２＋）。其原因是由于预还原阶段氧化铁的优先还原，而使氧的分解压降低。熔融还原中，经预还原的金属被溶化，并以液滴形式流出，聚集于铬铁矿粒周围，结果使铬铁矿粒的内部和表面形成许多孔隙，熔融还原率随预还原阶段的还原率的提高而升高，这不仅是因孔隙的数目增多，尺寸变大，而且还因为铬由Ｃｒ~（２＋）转化为Ｃｒ~（２＋）所致。     

铁浴式熔融还原的终还原反应研究现状

介绍了铁浴式熔融还原终还原反应的机理,各区域的还原反应及总还原速率模型的研究情况,并阐述了终还原反应的研究现状以及存在的问题,可供有关研究了工作及生产技术人员参考。     

COREX熔融还原炼铁技术的探讨

本文介绍了corex熔融还原炼铁技术，同时对corex熔融还原炼铁技术与高炉炼铁技术进行了比较，指出目前采用corex熔融还原炼铁技术所存在的问题。     

基于低温快速预还原的熔融还原炼铁流程

提出了基于低温快速预还原的熔融还原炼铁流程。由三部分组成:熔融气化炉,主要功能是熔化海绵铁和产生预还原所需的还原煤气;预还原部分,由两级快速循环床和一级矿粉预热床组成,主要功能是将矿粉转变成高金属化率的铁粉,金属化率大于85%;煤气处理,包括尾气换热、煤气洗涤、煤气增压、脱除CO2等工序,功能是调节预还原所需的煤气成分、煤气量与温度。新工艺采用精矿粉或粒度小于1 mm的矿粉,具有还原温度低、反应接近平衡态、金属化率高等特点,吨铁燃料比有望在600 kg左右,实现炼铁工艺的高效、节能与减排。     

固态原位电还原TiO2制取Ti的阴极还原过程

运用循环伏安法对固态原位电还原TiO2制取B的阴极还原过程进行了研究,探讨了固态原位电还原TiO2制取Ti的电解机理．研究发现,固态TiO2原位直接电还原为Ti是分步进行的：第一步为可逆、产物不溶的二电子反应,即Ti（Ⅳ）＋2e=Ti（Ⅱ）;第二步同样为可逆、产物不溶的二电子反应,Ti（Ⅱ）＋2e=Ti．同时,在电解温度下,CaCl2熔体中存在着少量CaO．Ca2＋在阴极放电析出金属Ca,即Ca2＋＋2e=Ca,生成的金属Ca热还原TiO2生成金属Ti．固态原位电还原TiO2制取Ti是TiO2的直接电还原与Ca热还原TiO2共同作用的结果．     

铬铁矿高效还原的动力学分析

铬铁矿是生产铁铬合金和不锈钢的重要原料,掌握其还原行为对于优化生产工艺和高效利用资源非常重要.本文综述了近40年来对铬矿还原动力学的研究进展,比较了文献中对不同铬铁矿的还原动力学研究,分析了温度、原料条件、还原剂条件和添加剂成分对还原过程的影响,并结合动力学模型对其还原机理进行了探讨,给出了提高还原率的思路方法.     

直接还原炼铁技术的最新发展

直接还原炼铁工艺根据还原剂不同分为气基与煤基.目前已获得工业应用的气基直接还原流程主要有使用球团矿或块矿的Midrex法和HyLⅢ法,以及直接使用粉矿的Finmet法.已获得工业应用的煤基直接还原流程主要有回转窑工艺和转底炉工艺,转底炉有使用球团矿的,也有直接使用粉矿的.对各种直接还原流程的工艺特点和应用情况进行了分析比较,并评述了其最新发展趋势,结合国内情况提出了一些建议.     

温度对氢气还原氧化铁影响及电化学性能研究

采用纯的氧化铁进行直接还原的实验研究,利用H2作为还原气体在高温管式炉中进行焙烧还原.结果表明,随着反应时间的增加,氧化铁块还原率相应的增大.反应温度的不同,氧化铁块还原速率及电导率也相应的不同.600~900℃下经过一定时间的氢还原,还原产物的还原速率随温度的增加而增加,均可达到95%以上.通过交流阻抗法对还原产物的电导率的测试,得到了还原产物的电导率随时间和还原度的变化曲线.随着温度及时间的不同,电导率也相应变化,电导率的不同,可间接反映还原过程中产生了导电性不同的物质.