某低品位铁矿回转窑还原结圈物特性及其形成机制

回转窑结圈一直以来是制约煤基回转窑直接还原工艺发展的重要因素,以某低品位铁矿回转窑还原结圈物为研究对象,深入研究回转窑结圈物的特性及其形成机制.从结圈物的宏观形貌、物化性能、软熔特性和微观结构入手对某低品位铁矿球团回转窑结圈物的特性进行分析,并结合热力学相图、化学物相及能谱分析研究了结圈物的形成机制.结果表明:结圈物由熔融物包裹球团形成,接近窑壁,其熔融包裹物增多,结圈物中MFe、CaO含量明显增大,软熔温度越低;由球团粉末中FeO与SiO₂形成的铁橄榄石及煤灰带入的CaO而形成的钙铁辉石低熔点相是造成结圈的主要原因;低熔点相的存在同时也促进了金属化球团间铁晶粒的相互扩散与迁移,从而加剧了结圈现象.      

氧化球团回转窑中结圈物的形成机理及抑制措施研究

针对鞍钢氧化球团回转窑中的结圈问题,通过对结圈物物化性能和宏观及显微结构的分析,系统地研究了各结圈物形成的机理。结果表明:活性较高的次生Fe_2O_3易形成结构疏松的结圈物,或粘附在球团表面将球团聚形成结圈物;Fe_3O_4粉末由于其再结晶固结作用而易形成结构致密的结圈物,并在此过程中可能包裹少量球团或在高温区与球团一起形成熔蚀葡萄状结圈物。导致结圈的最主要原因是预热效果不良和煤灰的掺入,在此基础上,有针对性地提出了改善球团预热效果和燃煤量的措施,并取得较明显的缓解结圈的效果。     

回转窑结圈物结构及结圈机制

 回转窑结圈不仅与回转窑的传热过程有关,还与物料的输送、物料挥发分析出、挥发分燃烧等多种物理化学反应有关。通过研究结圈物的特征,对结圈机制进行了分析,并提出预防回转窑结圈措施。研究结果表明,在回转窑结圈过程中,煤粉对结圈的影响不仅仅是对温度的影响,还使结圈物本身的性质发生改变。随着煤粉含量的增加,结圈物熔点下降;同时,煤粉的增加促进了粉末的固结,更易形成结圈。     

煤灰残碳对氧化球团回转窑结圈物形成的影响

为了解链箅机-回转窑氧化球团生产过程中回转窑内的结圈物的形成机理,首先采用X射线衍射、显微镜以及扫描电镜能谱对结圈物进行分析检测,发现其矿物组成主要为赤铁矿及硅酸盐相;然后进行含残碳煤灰和球团矿粉末的模拟焙烧试验,为进一步验证FeO对低熔点物质生成的作用,利用FactSage软件中的Phase Diagram模块,计算绘制液相投影图。结果表明,试样在高温过程中其FeO质量分数可达到10%~20%,而FeO可与煤灰中的SiO_2、CaO、Al_2O_3等生成含亚铁相的硅铝酸盐类低熔点化合物;当FeO质量分数从5%到30%依次升高时,SiO_2-CaO-Al_2O_3-FeO四元系相图中的液相区不断扩大,且液相线温度由1 200降低至1 100℃;FeO的存在对低熔点化合物的产生有较大的促进作用,证实喷煤补热燃烧过程中,含残碳煤灰与球团粉末混合后,可生成含亚铁相的硅铝酸盐类低熔点化合物,导致结圈物的形成。     

燃煤品质对回转窑结圈影响的研究

从燃煤品质入手对弓长岭球团厂回转窑结圈的原因进行了分析,并结合该厂实际,提出了控制回转窑结圈的措施,使弓长岭球团厂回转窑结圈得到了有效控制,进一步稳定了球团生产。     

镁质熔剂性球团回转窑结圈探析

为充分掌握熔剂性球团回转窑结圈行为,依托链篦机回转窑生产线,分别生产了碱度0.3和碱度1.0两种球团,对原料性能和生产过程进行分析,并对回转窑结圈物的宏观形貌、微观结构和成分组成进行分析。结果表明,生产碱度0.3的球团,回转窑结圈率低于碱度1.0的熔剂性球团,其结圈物结构较致密,结圈原因主要是由于堆积的粉末经过高温固结同时产生部分低熔点的液相。而碱度1.0的熔剂性球团结圈物强度较低,呈层片状结构,其结圈原因主要是由于焙烧温度相对较低,球团粉率较高,形成粉末堆积。     

昆钢球团回转窑结圈机理研究及预防控制

重点研究了昆钢球团回转窑结罔物的性状、化学成分及矿相组成,以揭示其结圈机理.结果表明.在正常操作温度下,结圈物不会发生软熔,而粉末之间发生周相反应,可以导致结圈的发生;另外,结圈物的同结机理是以Fe2O3再结晶的固相固结为主,低熔点物质的液相固结起辅助作用,与普通球团矿的固结机理基本一致.在此研究的基础上,通过有针对性地采取调整原料结构、强化造球改善生球质量、优化预热焙烧操作以及规范开停机制度等措施,使回转窑结圈基本得到了控制.     

武钢乌龙泉矿石灰回转窑结圈形成的机理及防治措施

研究了武钢乌龙泉矿石灰回转窑结圈形成的原因和机理。研究认为,结圈主要是使用了不合适的煤粉,煤粉燃烧欠佳所致。结合结圈成因提出了防治措施。     

钛精矿回转窑直接还原过程结圈可能性的探讨

通过煤种，入窑球冷态强度和还原过程强度，以及钛精矿与煤灰混合物的软化温度等分析探讨了钛精矿预热球团回转窑直接还原产生结圈的可能性，获得了可以避免结圈的结论。     

煤粉燃料球团生产中链篦机结渣物成因分析

对以煤粉为燃料的链篦机-回转窑法铁矿球团生产中链篦机预热段生成的结渣物进行了XRD、显微结构及扫描电镜能谱分析,发现其矿相组成主要是铁氧化物以及少量含镁铝固溶体。为查明链篦机结渣物形成机理,开展了温度及煤灰残碳量对结渣物形成影响的模拟焙烧试验。结果表明,焙烧物的物相中有含残碳的煤灰,其物相组成、显微结构与实际结渣物组成物相类似,证实链篦机喷煤补热燃烧过程中煤灰中的残碳可使结渣混合物体系生成含亚铁相的硅铝酸盐类低熔点化合物,是导致链篦机结渣物形成的主要原因。     

核级FeCrAl包壳材料研究进展

摘要：日本福岛核电站泄漏事故暴露了锆合金易与水蒸气反应造成爆炸的缺陷,又将人们的视线拉回了各项性能较为均衡的FeCrAl合金。FeCrAl合金较锆合金具有更好的耐腐蚀性能,更能满足核反应堆高温水蒸气环境下的工作条件。为进一步保障核反应堆安全性,各国学者对FeCrAl合金的性能进行了大量研究。基于此,综述了FeCrAl合金腐蚀机制及其在高温蒸汽和高温水环境中的腐蚀行为;探讨了合金元素（稀土、Ti、Zr、Nb和Mo）、变形和热处理对合金力学性能的影响;总结了FeCrAl合金辐照性能和焊接性能的研究进展。最后指出了核级FeCrAl合金在研究中存在的不足及未来重点发展方向,为今后其他学者在该领域的研究提供参考。     

Research progress of nuclear FeCrAl cladding materials

The leakage accident at the Fukushima nuclear power plant in Japan exposed the defect that zirconium alloy easily reacts with water vapor to cause an explosion, and distracting people's attention back to the FeCrAl alloy, which has relatively balanced properties. FeCrAl alloy has better corrosion resistance than zirconium alloy, and can better meet the working conditions of nuclear reactor under high temperature water vapor environment. In order to further ensure the safety of nuclear reactors, scholars from various countries had conducted a lot of research on the performance of FeCrAl alloy. For that reason, the corrosion mechanism of FeCrAl alloy and its corrosion behavior in high temperature steam and high temperature water environment were reviewed, and the effect of alloying elements (rare earth, Ti, Zr, Nb, and Mo), deformation and heat treatment system on the mechanical properties of the alloy was discussed; the research progress of the radiation and welding performance of FeCrAl alloy was summarized. The deficiencies in the research of nuclear grade FeCrAl alloys and the key development directions in the future were pointed out, which would provide references for other scholars in the field of research in the future.     

核电用WB36CN1高压管道的试制

扬州诚德钢管有限公司按照GB24512．2-2009标准试制了规格为φ711×40mm的WB36CN1大口径无缝钢管,并对试制的钢管进行了管材性能、焊接性能和弯管性能三个方面的综合评定,各项评定结果良好,均符合标准要求,完全可以应用于核电常规岛的管道系统。     

超细铁精矿粉特性对烧结的影响

对2种超细铁精矿粉的烧结性能(包括理化、制粒、成矿性能等)进行了详细的研究,结果表明:超细赤铁矿粉由于其固有属性,使毛细水含量高,成球速度快,易成大球,水分对制粒的影响较大;制粒球强度差,干燥脱粉率高,液相生成区间宽,会对烧结料层的透气性产生影响;粒度细使制粒球较致密且易成大球的特性,影响到烧结过程中与CaO的矿化反应,使烧结生成铁酸钙的量减少,以至影响到烧结矿的强度和成品率的提高。     

炼焦煤灰分对其结焦性的影响规律

 炼焦煤灰分是决定其价格的重要因素,为比较同一矿点煤种灰分对结焦性质的影响规律,对各炼焦煤进行黏结性、煤岩特征、灰分等分析并进行40 kg试验焦炉炼焦试验分析。研究表明,不同煤种炼焦煤灰分降低对黏结性改善幅度不同,黏结性较好的炼焦煤当其灰分降低时,黏结性改善不明显;黏结性较差的炼焦煤当灰分降低时,其黏结性改善较为明显;且不同煤种炼焦煤灰分降低时灰组成变化规律不同。不同煤种炼焦煤灰分降低时所炼焦炭其强度变化程度不同,黏结性较好的炼焦煤,当其灰分降低,所炼焦炭强度变化幅度不大;黏结性较差的炼焦煤,当其灰分降低时,所炼焦炭强度改善较大。     

转炉钢渣的物理化学和矿物特性分析

 为了合理回收转炉钢渣中的铁,以临钢钢渣为原料,采用光谱半定量全分析、X衍射、扫描电镜、和电子探针等方法分析试样的物理化学和矿物特性,并对原渣的粒度和金属分布进行测定。结果表明：转炉钢渣中主要物相是硅酸二钙、硅酸三钙和熟石灰,含铁物相主要有金属态（Fe）、简单化合态（Fe2O3、Fe3O4、Fe2O3·nH2O和FeCO3等）、铁酸盐（2CaO·Fe2O3等）和固溶体（MgO·2FeO）,全铁品位高达23.39%,分布比较分散;钢渣比较难磨且具有选择性破碎特性。研究结果为后续钢渣加工和综合利用提供了依据。     

精炼渣改性后的成块和熔化性能测试

将作为固体废弃物的精炼渣,经过适当地调整成分,造块后返回转炉炼钢冶炼过程,可以实现精炼渣少排放或零排放.本试验通过正交试验对精炼渣和改性后的合成渣的抗压性能、熔化性能进行了测试.试验结果表明,合成渣的成块性能和熔化性能可以满足转炉炼钢的要求.     

键合银合金丝的制备

介绍了银质量分数为94%~96%的银合金丝的制备过程,采用扫描电镜和体式显微镜观察了其表面形貌以及键合后的表面形貌,探讨了退火温度对力学性能的影响及弧长对电学性能的影响,确定了该键合银合金丝的力学性能标准,并与国外进口产品进行了对比。其结果表明,该键合银合金丝的力学性能、电学性能和键合性能良好。     

烧结矿MgO含量对含钒钛炉料熔滴性能影响

利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况.探讨在承钢炉现有炉料结构条件下,炉料中不同Mg O含量对含钒钛高炉炉料软化温度、熔化温度、最大压差、熔滴综合指标等高温物理性能的影响.结果表明：Mg O质量分数由1.92％增加到2.40％后,炉料的软化温度无明显变化;炉料的滴落温度td 升高,熔化温度区间Δtds增大;炉料的最大压差ΔPmax升高,炉料透气性变差;炉料熔滴的总特性值S增大,熔滴性能变差.     

焦炭热性质加和性在配煤研究中的应用

结合配西加煤实验,提出了配煤所涉煤种对应的焦炭热性质(反应性/反应后强度)具有加和性的观点,在对方案中所涉及的变化煤种对应的焦炭热性质数据进行假定与修正的基础上,结合各方案中煤种比例,对各方案进行比较及计算得出了计算值与实验值一致的结果,从而证实煤种对应的焦炭热性质在配煤中具有加和性。该结论可以为生产中设计配煤方案提供便利,从而指导配煤炼焦生产,稳定和提高焦炭质量。