红土镍矿熔融还原制备镍铁研究

以红土镍矿为主要原料,通过熔融还原制备镍铁颗粒,研究了熔分温度、还原时间、配碳量等因素对还原熔分过程的影响。结果表明,最佳熔融还原实验条件为:熔分温度1 450℃,恒温时间60 min,C/O比1.4,生石灰配加量10%,此时得到镍铁颗粒铁含量87.01%,镍含量7.82%。经高温熔化和还原反应后,铁镍合金在渣相中不断聚集长大,最后完成富集;残渣主要以钙和镁的硅酸盐化合物形式存在。熔分出的镍、铁主要以镍铁合金形式存在,并含有一定量的FeC和FeNiCS固溶体。

黄伞多糖提取优化

采用热水浸提法提取黄伞多糖,乙酸锌和亚铁氰化钾沉淀蛋白质,活性炭脱色,透析除去小分子物质,醇析分离出白色黄伞多糖,黄伞多糖提取的最佳提取条件为提取温度90℃,配水比1∶20,水∶乙醇为1∶3。

红土镍矿直接还原生产含镍粒铁脱硫试验研究

以红土镍矿为原料,配加还原剂、熔剂和添加剂制成含碳球团,在高温下进行还原和熔分,制取含镍粒铁。对红土镍矿制取粒铁过程的脱硫机理进行了研究,并结合试验分析了还原熔分温度、时间、石灰石添加量和MnO添加量对脱硫效果的影响。结果表明:还原熔分温度、时间、石灰石添加量都能在一定程度上影响粒铁硫含量和脱硫率,但效果不显著;MnO添加量对脱硫效果影响显著,当MnO添加量从0增加至3%时,粒铁的硫含量由0.13%降至0.06%,脱硫率由51.4%增至77.6%,脱硫效果明显提高,且添加MnO对粒铁中Ni、Fe品位和Ni、Fe回收率影响较小。

不同气氛下钠对焦炭微观结构侵蚀的影响研究

碱金属对焦炭结构的破坏是导致焦炭劣化的重要因素之一。本文以高炉用普通焦炭和高反应性焦炭为研究对象,将其置于5%的Na气氛下进行吸附实验,然后分别开展N_2和CO_2气氛下焦炭的劣化实验,对实验后试样进行扫描电镜、能谱及X射线衍射分析。结果表明,在N_2气氛下,Na对普通焦炭结构的侵蚀破坏高于高反应性焦炭,高反应焦炭表面及孔隙中吸附一定量的CaO,对焦炭吸附碱金属蒸汽有阻碍作用,从而保护了焦炭基质强度;而在CO_2气氛下,高反应焦炭与CO_2的起始反应温度降低,加剧了焦炭气化溶损反应的进行,Na原子会插入碳层引起微晶多维膨胀,使焦炭微观组织产生破裂,导致高反应性焦炭微观结构的破坏更为严重。

烧结机系统漏风综合治理技术

介绍了烧结机漏风现状,对漏风率影响因素进行了分析,通过对比传统和量热法两种检测漏风率方法,提出了烧结机本体漏风率在线监测技术及降低漏风的具体措施。

粒径对煤粉燃烧特性的影响及动力学分析

利用TG-DTG热分析技术研究粒径对煤粉燃烧特性的影响。结果表明:随着煤粉粒径的减小,煤粉着火温度和燃尽温度降低,最大燃烧速率和平均燃烧速率增加,可燃指数和综合燃烧特性指数提高,粒径减小可以有效改善煤粉的燃烧性能;对比粒径对不同煤质燃烧性能的影响发现,减小粒径对无烟煤燃烧性能的改善更具积极意义。利用Coats-Redfern积分法分析了粒径对煤粉燃烧过程的动力学参数的影响,计算结果表明:随着煤粉粒径的减小,煤粉燃烧反应的表观活化能降低,指前因子增加。

精炼渣组成对31CrMoV9钢夹杂物的影响

试验用31CrMoV9钢(/%:0.28~0.33C,0.30~0.35Si,0.49~0.60Mn,0.011~0.016P,0.027~0.031S,2.47~2.60Cr,0.16~0.23Mo,0.12~0.19V)由25 kg感应炉熔炼,采用正交试验研究了二元碱度2.5~3.5不同成分精炼渣(/%:46.43~59.89CaO,15.16~23.50SiO_2,10~20Al_2O_3,6~10MgO,2~5CaF_2)对31CrMoV9钢夹杂物数量、尺寸和成分的影响。结果表明,精炼渣二元碱度和氧化铝含量对该钢夹杂物含量的影响显著;当二元碱度从2.5增加到3.5时,每0.3 mm^2钢中夹杂物的平均面积从22.07μm^2增至25.67μm^2,增幅为16.31%;夹杂物的数量从316.67个/0.3 mm^2降至255.00个/0.3 mm^2,降幅为19.47%,且有利于形成复合型夹杂物。当氧化铝含量从10%增加到20%,每0.3 mm^2钢中夹杂物的面积由22.57μm^2增至24.28μm^2,增幅为7.55%,夹杂物的数量由292.67个/0.3 mm^2降至272.00个/0.3 mm^2,降幅为7.06%,并易形成镁铝尖晶石类夹杂物。综合分析,当精炼渣成分为10%Al_2O_3、10%MgO、5%CaF_2、二元碱度为3.5时精炼效果最佳。

一种红土镍矿直接还原-磁选回收镍铁工艺研究

以红土镍矿为主要原料,通过改变不同还原温度、还原时间、配碳量及生石灰配加比例进行还原焙烧-磁选来提取红土镍矿中的镍和铁。结果表明:还原温度是影响镍、铁回收率的最主要因素。在焙烧过程中,镍和铁的氧化物均得到还原,反应产物结构更加致密,且有少量细小珠铁粒的产生。在本实验条件下,当温度为1 230℃、配碳的碳氧比为1.4、生石灰配加量10%时、恒温35min时的铁和镍回收率均达到最高,此时铁的收得率为91.35%,镍的收得率为86.54%。

冶金工程专业卓越工程师创新能力培养

结合冶金工程专业卓越工程师人才培养目标,从课程体系、实验教学、实习、毕业设计等教学环节提出改革措施,多渠道、全方位强化实践教学,改进教学效果,注重创新意识和能力的培养,为将学生培养成具有较强工程应用能力和科技创新能力的高素质冶金工程专业人才奠定基础。

橄榄石作为熔剂用于烧结生产的理论研究

通过对橄榄石的自身特性和镁在烧结中的熔化及液相生成进行模拟,并结合烧结实验,研究橄榄石作为新的烧结熔剂的理论可行性。结果表明:橄榄石自身不会由于其自身的反应和吸收或带走过多烧结热量,可以保证烧结能耗。在烧结过程中,烧结原料中的镁含量的变化并不会明显影响烧结过程中各组分间发生固结与液相生成反应,从而使镁含量的增加并不会对烧结液相的生成量产生明显影响,并且使用橄榄石作为熔剂烧结后的烧结矿的理化指标略优于石灰石烧结。因此,用橄榄石替代石灰石作为烧结熔剂进行生产在理论上基本可行。

二次加热过程对焦炭结构及气化反应的影响

对原样焦炭、二次加热至1100℃的焦炭、二次加热至1300℃的焦炭进行X射线衍射分析、气孔结构和光学组织测试分析基础上,利用HCT-2型高温热重分析仪在CO2的气氛下进行焦炭气化反应实验。结果表明:随着二次加热温度的提升,焦炭的石墨化程度加深,原样焦炭、加热至1100℃、加热至1300℃的石墨化度r0分别是0. 004、0. 036、0. 169;焦炭的孔隙结构随着加热过程中灰分的迁移而改变;光学组织中活跃组分会随着温度的升高而减少;气化溶损严重程度依次是加热至1300℃>原样>加热至1100℃。综合上述石墨化度、光学组织成分测定结果和孔隙结构测定结果可知,焦炭的气化程度主要由孔隙结构主导。

高温捣固焦与顶装焦抗碱性差异研究

通过研究负碱焦炭在短时间内的溶损反应程度,发现捣固焦在反应初期速率较低,但在高温呈现较高的反应性;反应后,顶装焦内部以中粒和粗粒结构为主,气孔较小,数量多,而捣固焦内部以各向异性和细粒结构为主,存在大的贯穿气孔,气孔数量少;捣固焦内存在贯穿气孔和细小裂纹,气孔不均匀度略大于顶装焦。

转炉除尘灰对煤粉燃烧性的影响及动力学分析

利用TG-DTG-DTA曲线考察了不同掺混比转炉除尘灰对煤粉着火温度、燃尽温度、最大失重速率等燃烧特性参数的影响。通过动力学计算分析,表明转炉除尘灰有助于改善煤粉的着火性能,对煤粉的燃烧起到促进作用,无烟煤A和烟煤B较佳掺混比分别为1.96%,3.85%～5.67%。

高炉内铁-焦界面的渗碳润湿行为研究

高炉内铁水渗碳过程是影响冶炼效率及未饱和铁水对炉缸炉衬侵蚀的重要因素.本文通过高温真空润湿性测试装置模拟了高炉炉缸区的铁水渗碳反应,分析了不同碳质量分数(3.8%、4.3%、4.8%)的Fe-C熔体与质量分数为99.9%的石墨基体在高温下界面间的润湿反应,同时利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了渗碳界面的微观形貌及渗碳距离.结果表明:界面接触角随着Fe-C熔体中碳含量的增加而变大;熔化过程中,接触角随着反应时间延长而减小,并最终趋于稳定;4.8%碳质量分数的Fe-C熔体中由于含碳量已至饱和,处于不润湿状态.扫描电镜分析显示,Fe-C熔体与石墨基体的接触界面形成了"球帽状"凹陷,凹陷半径与体积随碳含量的增加而减小.能谱线扫描分析显示,随着Fe-C熔体中初始碳含量的增加,石墨基体中的碳素溶解量减少,渗碳效果变差,良好的润湿性有利于碳的传质.通过计算表面能发现,石墨基体中碳素溶解进入Fe-C熔体后,有效减小了两者之间的表面能,使得表面张力减小,接触角在熔化期间递减.

微波制备高效脱硫脱硝吸附剂及性能

以粉煤灰、电石渣为原料,在微波场下制备了吸附剂样品,探究反应温度、粉煤灰与电石渣配比、微波功率、辐射时间等因素对脱硫脱硝性能的影响,进而探寻最优的吸附剂制备条件。结果表明:微波能显著提高吸附剂性能,在粉煤灰与电石渣配比为1:2、微波功率800 W、微波辐射时间5 min、反应温度250℃时,脱硫率为99%,脱硝率为96%,脱硫性能略好于脱硝性能,SO2和NO的t 90%脱硫脱硝率达到90%的时间依次为10 min、5 min;运用SEM、XRD、BET等技术对吸附剂进行了表征。XRD结果表明:反应后的样品存在MgSO4、 Ca(NO2)2、CaSO4的衍射峰。动力学分析表明:高效脱硫脱硝阶段,脱硫符合二级动力学与颗粒内扩散模型共同作用,脱硝符合颗粒内扩散模型;整体脱硫脱硝阶段,脱硫符合颗粒内扩散模型,脱硝符合二级动力学模型。以粉煤灰与电石渣为原料的吸附剂性能优异,有十分重要的环保意义和经济应用前景。

高炉焦炭石墨化对其高温冶金性能的影响研究

针对焦炭在高炉内的石墨化过程,通过不同的加热温度,将恒温时间分别设定为0.5h和1.5h,对试验后焦炭样品进行微晶结构、粉化率及石墨化度等参数测定。实验结果显示,随着二次加热温度的上升,焦炭的La、Lc值均呈上升趋势,且恒温时间对La、Lc值的升高有促进作用;d002随二次加热温度的上升而降低;二次加热温度升高后焦炭的粉化率也随之增大,恒温时间的延长使焦炭结构劣化加剧,粉化现象更加明显,粉化率增大。由于焦炭的石墨化过程是一个放热过程,因此二次加热后的焦炭热值也会下降,且恒温时间越长热值下降越明显。

全精矿粉烧结的基础特性研究

本文通过研究以高比例磁铁矿进行烧结生产的可行性,以便钢铁企业充分利用自身的铁矿石资源,从而达到降低烧结生产原料成本的目的。通过对比不同铁矿石在同化性、液相流动性、铁酸钙生成量等基础性能的差异,分析高比例磁铁矿原料对烧结过程的影响。实验结果表明,赤铁矿的同化性温度显著低于实验选取的三种磁铁矿;将不同矿石的碱度调节为3.0并在1 280℃的实验温度下测定液相流动性,赤铁矿、大球矿、调选矿和自产矿四种矿石的液相流动性指数分别是0、5.25、11.25、9.24;赤铁矿在本次实验条件下并没有发生液相扩散的现象,所以其液相流动性为0。在1 280℃下对不同矿石的铁酸钙生成能力进行了分析,结果表明三种磁铁矿的铁酸钙生成量皆高于赤铁矿,其中大球矿的铁酸钙生成量达到了49.289%。

喷吹煤粉在高炉内有效放热的计算

在当前我国钢铁行业举步维艰的不利形势下,控制钢铁生产过程中消耗的燃料成本已迫在眉睫。本文选取了12种高炉生产过程中实际使用的喷吹煤样,通过分析煤中不同化学组分对煤粉燃烧释放热量的消耗,综合计算了煤粉在高炉内燃烧可释放有效热量,提出了高炉喷吹煤种更为科学合理的评价方式。

硼对钒钛磁铁矿烧结微观结构的影响

为研究硼的含量对钒钛磁铁烧结矿微观结构的影响，利用XRD和扫描电镜对实验样品进行观察，发现添加适量的硼能够对钒钛烧结矿中硅酸盐的生成起抑制作用，并改善钒钛磁铁烧结矿表面结构，提高烧结矿液相生成能力、固相固结性能、抗粉化性同时降低孔隙率。当烧结矿中硼含量达到1.5%~2.5%时实验效果最佳。

高炉喷吹煤粉的利用效率分析

为了提高高炉冶炼工序的碳素能源利用效率,优化煤粉喷吹降低冶金焦炭的消耗,分别对某钢厂4座高炉的重力灰和洗涤灰进行取样,并利用岩相显微镜对除尘灰中的组分进行观察,依据焦炭与煤在微观结构上的差异对除尘灰中的碳素来源进行定性和定量分析,从而确定某高炉除尘灰中未燃煤粉的含量范围。分析结果表明,A和D高炉的煤粉利用率皆达到了84%以上,但C高炉的喷吹煤粉利用率介于74%至81%之间,仍有提升空间,应对风口回旋区的煤粉燃烧进行优化。B高炉刚刚投产炉况不稳定,喷吹煤在高炉内的利用效率相对较差。