低品位红土镍矿压团及干燥试验研究

以红土镍矿为研究对象，研究了水分、黏结剂、碱度和内配煤对生团块性能的影响，以及干燥温度、料层高度、空气流速和黏结剂对干团块性能的影响。研究表明，适宜的压团、干燥制度为：采用14.5%水分、2%水玻璃、0.4碱度、16%无烟煤的条件下制备生团块，进而在干燥温度300℃、料层高度180 mm、空气流速0.8 m/s的条件下进行抽风干燥，所得干团块的抗压强度、落下强度分别为216.43 N/个、77.56%。将工业消石灰代替石灰石来调节碱度能够明显改善团块的性能。     

烧结料层吸入气体中的氧和水蒸气对烧结反应的影响

通过数学模型分析研究了采用气循环烧结法时，烧结料层吸入气体中的氧和水蒸气对烧结反应的影响。通过烧结杯试验，探讨了氧和水蒸气含量变化对烧结时间、成品率、烧结料层内温度被动等的影响。随差点及入含量的下降，烧结速度、烧结料层最高温度及成品率都下降。当增加吸入气体中的水分时，烧结料层内同温度下降。因为水分蒸发需要时间。同时，由于烧结料层表面热量减少，使料层内水冷凝区气流阻力增大，结速度也下降。如果在降低氧     

细颗粒紫钨的制备

对采用APT为原料 ,在湿氢条件下进行氢还原制备细颗粒活性氧化钨—紫钨的工艺进行了研究。结果表明 ,紫钨的生成条件与还原温度、氢气湿度、升温速度、原料粒度、料层厚度等因素有关 ,紫钨的粒度随还原温度的升高、氢气湿度及升温速度的增大、原料粒度及料层厚度的增大而增大。实验中以APT (10 μm)为原料 ,在pH2 O∶pH2 =1.7∶1,2h内温度升至 1173K ,在 1173K保温 1.5h的条件下 ,直接还原获得粒度为 2 .2 μm的紫钨。     

联合转炉放散炉气预热废钢的可行性分析

研究了转炉放散炉气在竖炉中预热废钢的传热规律,建立了废钢多孔介质中的瞬态非热平衡流固耦合模型;通过FLUENT模拟得出废钢传热特性曲线和废钢料层内部的温度分布,分析了废钢预热中料层高度、转炉放散炉气温度和进气速度对废钢温度及预热效率的影响.研究结果表明:在1 200℃炉气中,废钢经30 min预热后温度达到570.3℃,预热效率为38.3%;随着废钢料层高度从2.5 m降低到0.7 m,废钢温度从570.3℃升高到695.7℃,预热效率下降为13.3%;随着转炉放散炉气温度从1 200℃升高到1 600℃,废钢温度从570.3℃升高到734.4℃,预热效率上升为44.2%;随着进气速度从2.375 m/s降低到1.125 m/s,废钢温度从570.3℃下降到356.1℃,预热效率上升为54.5%.     

含锌杂料球团金属化烧结实验研究

为了研究钢铁企业含锌杂料的高效利用新技术,以3种含锌粉尘和1种硫酸渣为对象,开展球团金属化烧结新工艺研究。结果表明:在内配无烟煤,生球水分18%,造球时间13 min的条件下造球,在总C/Fe(质量比)为0.5、外配还原剂烟煤(内外还原剂C含量分加比例为50∶50)、料层高度400 mm和风速0.4 m/s的条件下鼓风烧结,得到成品率为85.62%、利用系数为0.471 t/(m~2·h)、转鼓强度为81.31%及固体燃耗为309.67 kg/t的良好指标。金属化烧结矿全铁质量分数为60.53%,金属化率为45.23%,Zn的质量分数为0.18%,锌脱除率为92.78%,烟气冷凝后得到的粉尘经过进一步提纯后可作为锌冶炼的原料。     

高炉煤气平均停留时间的模拟及讨论

为了探究高炉煤气分布的规律,本研究在考虑料层分布的前提下使用三维高炉数学模型计算了煤气的平均停留时间.结果表明,料层分布对煤气流场影响明显,煤气平均停留时间和鼓风速度存在比较明显的线性关系.特别是对于1 850 m~3的高炉在200 m/s的鼓风速度下,模型求得煤气平均停留时间约为6 s.此外,从几何相似的角度分析了几何模型的选择对模拟煤气平均停留时间的影响,得出了三维几何模型应为模拟煤气平均停留时间最优几何的结论.     

马钢链箅机-回转窑氧化球团试验研究

基于马钢球团原料条件,在模拟试验装置中研究了链箅机-回转窑氧化球团生产的料层高度、鼓风干燥热风温度、抽风干燥热风温度、预热热风温度和回转窑焙烧等工艺参数。在配用40%(质量分数)赤铁精矿时,采用最佳链箅机-回转窑工艺参数条件下,获得了冶金性能良好的成品球团矿,主要指标为:单球抗压强度3 113 N,转鼓强度93.16%,抗磨指数2.00%,w(TFe)63.64%,w(FeO)1.62%。     

高炉炉缸死铁层深度优化设计

 高炉炉缸死铁层深度是高炉重要设计参数之一,死铁层深度对高炉寿命影响重大。针对大型高炉死铁层深度优化问题,基于2 000、2 500、3 000、4 000、5 000 m3级的国内外部分高炉死铁层深度统计情况,得出中国死铁层深度占炉缸直径的19.7%～23.3%的现状。通过建立高炉死料柱的受力模型,在保证死料柱浮起的条件下,计算出2 000、3 000、4 000及5 000 m3级高炉死铁层适宜深度占比分别为23.8%、24.3%、24.8%、25.5%。通过分析高炉设计参数及操作参数与死铁层深度的关系,提出高炉在实际生产中,为促进死料柱浮起及增大死铁层实际深度,可采取适当增大焦比、减小块状带孔隙率、增大风速、减小鼓风压力与炉顶压力的差值、控制死料柱孔隙率为0.40～0.48等措施,为死铁层优化设计和高炉操作提供指导。     

炉缸异常侵蚀条件下鼓风参数分布的模拟研究

为分析高炉炉缸异常侵蚀条件下调整风口直径后的鼓风参数分布，利用数值模拟方法研究了热风管道及各风口的压力、速度、体积流率及鼓风动能分布。计算结果表明，相同风口直径分布条件下，鼓风参数并不完全相同，随着热风向三岔口对向流动，体积流率和鼓风动能整体逐渐增大；对炉缸异常侵蚀的风口，缩小风口直径，风速增加，体积流率降低，鼓风动能降低，符合保护炉缸、抑制侵蚀的目的。     

转炉顶吹过程多相流数值模拟

为了研究炼钢过程中转炉内部发生的现象,使用Fluent 16.0软件对某厂150t六孔氧枪转炉建立三维数学模型,在考虑顶吹的条件下,对比研究了不同环境温度对氧气射流的速度分布、渣层分布、钢液面的速度分布以及壁面剪切应力分布的影响。结果表明,随着温度升高,氧气射流速度增大,吹开渣层所需的时间缩短,且钢液面最大速度大于10m/s,钢液面波动程度增大;壁面剪切应力随着温度的升高而变大,且在气相-渣相-钢液相三相的接触面附近壁面剪切应力达到最大值。     

球团干燥过程的数学建模与数值模拟研究

球团在链篦机内与气流进行热交换的水分冷凝蒸发干燥过程是一个复杂的传热、传质过程。利用计算流体动力学和多孔介质理论对球团干燥过程中冷凝与蒸发进行研究,依据局部非热力学平衡模型,建立了单个球团干燥过程的数学模型,包含水蒸气冷凝数学模型、水分蒸发模型、球团与气流的热交换模型。利用有限差分法对方程离散并对球团干燥过程进行数值模拟,得到了水蒸气冷凝速率、球团含水量分布、水分蒸发速率及球团温度分布。研究结果表明,在球团干燥过程中,由冷凝产生的水分蒸发需要用到占总蒸发时间的16.5%,水蒸气冷凝现象不能忽略。此研究可为进一步研究球团在链篦机内鼓风干燥和抽风干燥的数学建模奠定基础,对提高球团干燥质量、节约能源具有重要作用。     

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%。     

微量Ge对Sn-0.7Cu高温钎焊界面组织的影响

测试了Sn-0.7Cu和Sn-0.7Cu-0.012Ge钎料在不同钎焊温度下的润湿性,研究了Ge元素对老化过程中钎焊界面金属间化合物(IMC)层生长速率的影响。结果表明:2种钎料的润湿性相差不大,但添加了Ge元素的Sn-0.7Cu-0.012Ge钎料在不同钎焊温度下的漫流性得到了明显的改善,相应提高了约4.00%~5.00%;250℃和350℃钎焊温度下,Sn-0.7Cu/Cu钎焊界面IMC在150℃的老化条件下的生长速率分别为3.24×10-18m2/s和2.50×10-17m2/s,Sn-0.7Cu-0.012Ge/Cu钎焊界面IMC的生长速率分别为2.66×10-18m2/s和1.48×10-17m2/s。Ge元素在钎焊界面处富集,提高了界面IMC的致密性,阻碍了原子的扩散,在一定程度上抑制了界面IMC层的粗化与增厚。     

烧结矿炉式冷却装置料层阻力试验研究

针对烧结矿炉式冷却装置料层阻力分布特性问题,开展料层阻力特性试验研究。重点分析了料层高度0.8～1.0m、掺料比0～25%、冷却风流速0.4～2.2 m/s的参数范围内的料层阻力特性。研究结果表明:掺料比对料层阻力影响最大。烧结矿炉式冷却装置料层单位压力损失随掺料比的增加而增加,当掺料比大于15%后,增加掺料比对料层单位压力损失的影响降低;当料层高度一定时,单位料层压力损失与冷却风流速呈二次函数关系,随着冷却风流量的增加而增加。     

韶钢烧结料层孔隙率的实验研究

通过对韶钢烧结料层孔隙率的实验研究,给出了烧结混合料小球在不同料层高度、平均粒度、温度、含水量条件下的孔隙率变化规律的拟合公式,并对烧结矿孔隙率也进行了研究。实验结果表明,对于烧结小球,随着料层和温度的升高,孔隙率呈下降趋势,但孔隙率随小球平均直径增大而增大,含水量对于孔隙率有一个最佳值;对于烧结矿,料层高度对烧结矿的孔隙率影响很小,但随着料层温度升高,烧结矿孔隙率呈下降趋势。     

氧气高炉喷吹CO2对冶炼参数的影响研究

采用物料平衡、热平衡方法,模拟计算了氧气高炉喷吹CO₂后理论燃烧温度、鼓风动能、焦比、炉腹煤气量、直接还原度及炉顶煤气量的变化规律。结果表明,随着CO₂喷入量增加,氧气高炉的理论燃烧温度和直接还原度降低,鼓风动能、焦比、炉腹煤气量和炉顶煤气热值提高。CO₂喷入量为100 m³/t时,理论燃烧温度降低到2 267℃,鼓风动能提高到1 780.41 kg·m/s,能够满足高炉炼铁的正常生产需求。     

固态脱碳过程中锰钢微观组织演变及力学性能

兼具高强度和高塑性的钢铁材料具有广阔的应用前景。为了提高钢铁材料强塑性，提出了一种利用固态脱碳制备具有梯度结构的钢铁材料的工艺策略，并以厚度为1 mm、碳质量分数为2.7%的中锰钢板为研究对象，在H₂O-H₂气氛下开展固态脱碳试验研究，利用碳硫仪测定脱碳后中锰钢平均碳含量，利用光学显微镜观察脱碳后中锰钢显微组织和表面氧化情况，对脱碳后中锰钢进行一次热轧-回火处理，利用万能拉伸试验机测量中锰钢力学性能。结果表明，随着脱碳温度升高，脱碳量逐渐增加；随着脱碳时间延长，中锰钢表面氧化层厚度逐渐增加。升高温度会增加固溶碳迁移速度，并非温度越高氧化层厚度生长越快，脱碳过程氧化层的调控应根据目标碳含量合理调节脱碳温度、气氛条件和脱碳时间。在1 383 K温度下50 min可将中锰钢碳质量分数由2.7%脱至0.5%以下，氧化层厚度可控制在15μm以下；采用固态脱碳处理后的中锰钢形成了从表面到内部逐渐变化的梯度结构，随脱碳时间延长梯度层逐渐向中心迁移，梯度层的演变是由固态脱碳过程中锰钢内固溶碳向表面迁移导致的，利用固态脱碳制备钢铁材料，有利于产生额外的应变硬化...     

进口磁铁精矿球团配矿及工艺参数优化试验

为提高球团矿质量和减少球团“黑芯”结构,确定合理的工艺制度和配矿方案,本文以进口铁精矿A、B、C、D为原料,根据单矿球团的基础特性采用50%的D矿+其它精矿进行配矿方案研究,并进行链箅机—回转窑工艺参数优化。研究结果表明：精矿配矿方案中,50%D矿+40%C矿+10%B矿方案较合理;影响预热球团强度的温度排序为预热Ⅱ段温度>抽风干燥温度>预热Ⅰ段温度>鼓风干燥温度;鼓风干燥段、抽风干燥段、预热Ⅰ段和Ⅱ段温度分别为250、300、720、990℃条件下,预热球可充分氧化,链箅机出口球团强度可达1 105 N/P;焙烧温度为1 270℃,焙烧时间为25 min条件下,回转窑出口球团强度可达3 710 N/P,球团可充分氧化。本文结论可为改善球团矿还原性能提供理论与技术支持,以发挥球团矿在高炉冶炼过程中的精料作用。     

下部调剂对高炉炉料运动影响的离散模拟

应用三维离散元法对4 000m3高炉内的炉料运动行为进行研究.结果表明:鼓风动能增加,风口回旋区加深并没有改变高炉上部的料层结构与分布状况,而是使得高炉下部死料柱变小、变矮,其对上部炉料的支撑作用减弱,致使上部炉料的下降速度明显增大,冶炼强度得以提高.风口中心线以上2m处炉腹段,炉料的运动速度与应力分布趋于均一化.堵风...     

用Mextral 6106H从酸性料液中萃取钒

研究了用Mextral 6106H从酸性料液中萃取钒，考察了料液酸度、萃取温度、萃取时间、萃取剂浓度、萃取相比、反萃取剂组成等对钒萃取的影响，测定了Mextral 6106H对钒的饱和萃取量。结果表明：Mextral 6106H在酸性条件下对V(Ⅴ)具有良好的选择萃取性能，料液硫酸质量浓度在20～150 g/L范围内，钒萃取率大于95%;钒萃取率随萃取剂浓度和萃取相比V_o/V_a增大而升高；10%Mextral 6106H对钒的饱和萃取量为3.76 g/L;Mextral 6106H萃取钒速度较快，与料液接触3 min左右萃取反应基本达到平衡；用20 g/L NaOH溶液或氨水反萃取钒，钒反萃取率大于96%。该萃取剂对钒的萃取效果较好。