固体碳直接还原钢铁厂含锌固废的理论与实践

 钢铁厂内的含锌固废数量巨大，同时富含铁、碳等元素，是可循环再利用的二次资源。通过固体碳直接还原ZnO和FeO的热力学分析，发现在非标准状态下，ZnO的还原条件要优于FeO。为此，在实验室条件下设计了含锌固废在不同温度和时间下的还原试验，发现在还原温度为1 423 K、还原时间为15 min以上时，脱锌率可达到90%，而铁的金属化率需要在1 573 K时才能接近90%；在还原温度低于1 423 K时，还原时间对脱锌率的影响较大；在还原温度高于1 473 K时，还原温度对脱锌率影响较小，同时脱锌率可达到95%。这些结果对国内当前处理含锌固废主要工艺(回转窑、转底炉)的操作制度设置具有重要的参考价值，也为如何选择合理的工艺路线，以低投入、低运营成本实现含锌固废的再利用提供了理论依据。     

高炉焦炭石墨化过程中的微观组织和冶金性能演变

当前低碳高炉冶炼条件下使得炉内焦炭层变薄,恶化了料柱的透气透液性,焦炭在炉缸高温区石墨化过程中产生的焦粉是导致该现象出现的主要原因之一.为了研究焦炭在高炉下部的石墨化过程对其在炉缸内的冶金性能影响,研究了1100~1500℃不同温度下焦炭的石墨化度改变;同种焦炭石墨化程度与焦炭反应性及反应后强度之间的关系;不同石墨化度焦炭与碱金属侵蚀之间的关系;观察并分析了试验后不同焦炭试样的微观形貌.结果表明,随着温度的升高,焦炭石墨化程度加深,且温度每升高100℃,焦炭石墨化度约提高1.8倍,层间距d₀₀₂值约降低2%,微晶结构层片直径L_a值约提高3%,层片堆积高度L_c值约提高15%;焦炭的表面气孔减少,特别是大气孔减少,焦炭表面镶嵌组织减少,各向同性组织增多,焦炭的结构有序化程度增强.随着焦炭石墨化程度的加深,焦炭的反应性逐渐减小、反应后强度逐渐提高,焦炭表面的劣化情况减弱,生成的大气孔减少,气孔壁破坏趋势减弱.碱金属对焦炭的反应性有促进作用,使焦炭的反应性提高,反应后强度降低.而焦炭的石墨化对焦炭的碱侵害具有一定的抵抗作用,降低了焦炭表面的劣化程度.      

配加南非粉对首钢烧结矿产质量影响的研究

为了拓宽首钢烧结用料,达到优化烧结原料结构和降低能耗的目的,根据南非矿粉的物相和理化特性,按不同比例配加南非矿粉进行了烧结杯试验和工业试验,得出了适宜的工艺参数和生产指标,为首钢烧结厂进一步优化配料,改善烧结矿质量,降低烧结能耗提供了依据.     

镁铝比对高炉低铝渣系流动性能及热稳定性影响规律

以本钢现场高炉渣成分为基础,结合粘度测定实验和热力学分析计算,研究了不同镁铝比对高炉低铝渣流动性的影响规律,计算了镁铝比对低铝渣系粘流活化能的影响,同时结合红外光谱分析,从微观结构层面阐述了镁铝比对低铝渣热稳定性的影响机理.结果表明,炉渣粘度及熔化性温度均因镁铝比的提升表现出逐渐走低的趋势,而低铝渣的温度稳定性则因炉渣中复杂结构的解聚而愈趋稳定.     

熔融气化炉内块煤成焦后粉化现象的相关研究

采用200 kg级炼焦炉对熔融气化炉主要使用的2种块煤进行了不同时间的半焦裂解试验,比较了2种块煤成焦后的粒度分布和强度变化,发现B煤在炼焦炉内粉化严重,随结焦时间的延长其粒度降解度一直在升高,而A煤降解度在达到最大值后开始下降.对比了2种块煤生成半焦的矿相微观结构,A煤生成的半焦主要以镶嵌结构和各向同性结构为主,而B煤生成的半焦主要以类丝炭和各向同性结构为主;2种半焦均含有未成焦煤.通过分析熔融气化炉内取出的风口试样中不同粒度的含碳物质其矿相微观结构,认为在炉缸内6.3 mm的颗粒由2种块煤裂解成焦后的粉化现象所引起,且B煤的粉化是主要因素.     

对建立冶金反应工程学科体系的思考

为了适应冶金反应工程学科的发展,借鉴了化学反应工程学科体系的理念,讨论了冶金反应工程学科发展的状况,并提出了建立新的研究该学科体系的构想。考虑冶金应用基础的物性参数不足的现状,提出了将冶金反应工程学和冶金反应工程分别研究的构想。冶金反应工程学为该学科的基础部分(确定定解条件的相关基础试验和建立考虑全部定解条件的模型),冶金反应工程为该学科在生产中将模拟结果放大和优化的应用部分。该学科的目标是要能够解决生产实际问题,通过模型进行模拟要达到定量结果,以对实际生产进行指导。需要进行长期、认真、细致、艰苦的研究工作,以逐步丰富和完善冶金反应工程学科的内涵。另外,为了给冶金反应工程学求解方程的定解条件提供必要的参数,提出了用分段尝试法研究冶金反应过程动力学的新思路,既可满足冶金反应工程学的自身需要,又能为建立独立的学科体系提供必要的保障。     

基于电脉冲技术抑制连铸水口结瘤堵塞的研究

 浇注过程中连铸水口表面存在自生电场,由此所引起的电润湿、电化学反应等界面作用严重影响水口结瘤堵塞。在连铸平台进行了工业试验,研究结果表明无电场处理的水口内腔结瘤物厚度可达10 mm,吐钢孔堵塞严重;电脉冲处理后的水口内腔平滑,吐钢孔无明显结瘤物。电脉冲处理可减弱或消除水口表面自生电场引起的界面作用,从而有效抑制水口结瘤,延长水口使用寿命。     

用模糊数学建立铁矿粉评价体系的方法研究

评价烧结用铁矿粉,与传统的铁矿石评价是有区别的。铁矿石的评判标准中涉及到品位、软熔性、机械强度、粒度等,而在烧结过程中,造块的效率与质量除了受上述因素作用之外,还包括铁矿粉的化学成分、高温特性、微观结构等因素。为了建立更完善的烧结用铁矿粉的评价体系,就需要将这些指标全部考虑进去,然而,指标数量的增加使得指标之间的关系变得更为复杂,具有很强的模糊性。本文采用多因素层次模糊综合评判决策模型对某厂的5种铁矿粉进行了评价,结果与生产实践吻合。