熔融还原炼铁过程的能量分析及经济评估

本文针对流化床+铁溶,竖炉+铁浴,流化床+煤氧竖炉三种熔融还原炼铁流程系统进行了模拟计算,考察了不同挥发份的煤种、铁矿预还原度、铁浴二次燃烧率等因素对以上三种流程各项单耗的定量影响,在对30万吨/年规模流程系统的能量分析、生铁成本核算和单位投资评估的基础上,从能耗、成本、投资、环保和资源、能源的综合有效利用的角度,进行综合对比和评估.

高炉滴下带气、液二相流的模拟研究

根据质量和动量的微分平衡,建立了描述高炉滴下带气、液二相流的三维数学模型.观察值与计算结果的一致性确认了本模型的合理性.应用本数学模型计算了首钢1号高炉干域区周围各参数,提出了高炉内焦炭流态化和渣溢流的判别图.

日本熔融还原炼铁过程研究动向

1989年下半年,本人受日本学术振兴会(JSPS)的邀请,作为客座教授在日本名古屋大学工学部化学工学科,同架谷昌信教授进行共同研究。在此期间,有幸访问了日本有关大学9所及有关研究所9所,即名古屋大学北海道工业开发研究所名古屋工业大学名古屋工业技术试验所室兰工业大学东北大学选矿制炼研究所北海道大学石川岛播磨重工业(株)技术研究所东北大学新日铁(株)第1技术研究所东京大学新日铁(株)第3技术研究所群马大学三菱重工(株)

Y_2O_3稳定ZrO_2材料的电导活化能

在313～473K温度范围内测定了一种Y2O3稳定ZrO2材料（YSZ）的交流电导率谱,进而导出了材料的直流电导率并分析了其随温度的变化关系.研究发现:在低温下材料的电导活化能随温度的升高而增大.这一实验现象与在高温下所观察到的活化能随温度升高而降低的规律截然相反.通过分析材料中氧空位的解缔及迁移机制,对YSZ材料中电导活化能随温度的变化关系作出了一个合理的解释.

缓冲溶液法制备SOFC用Ni/YSZ负极材料

固体氧化物燃料电池 (SOFC)用负极材料Ni/YSZ金属陶瓷的性能与其微观结构密切相关 .采用缓冲溶液法制备了三种Ni/YSZ金属陶瓷 ,并对其相组成、显微结构及电性能进行了表征 .分析表明 ,与机械混合法相比 ,缓冲溶液法能够使Ni在YSZ基质中分布更均匀 .相应地 ,在整个测试温度区间内 (836～1188℃ ) ,由缓冲溶液法制备的w (Ni)为 43 %的试样B - 43的电导率均远高于由传统的机械混合法制备的同一组成的试样M - 43.B - 43试样在 10 0 0℃的电导率为 70 9.73S·cm-1。

溶胶-凝胶法制备硅系有机-无机杂化分离膜

以 α-Al2 O3 多孔陶瓷片为载体 ,用溶胶 -凝胶法制备有机 -无机杂化分离膜 .通过考察前驱物的组成及杂化溶胶的合成条件对制膜工艺过程的影响 ,得到了制备有机 -无机杂化分离膜的各种适宜性参数 .红外光谱 (FTIR)分析结果表明 ,杂化溶胶的性能不仅决定分离膜的性能 ,而且对膜热处理过程中的龟裂有很大影响 .膜层的厚度为 1～ 2 μm;在膜两侧压差为 0 .1 0 MPa、n(PTMOS) /n(TEOS) =1 .1 6时 ,膜对 O2 /N2 ,CO2 /N2 和 CO2 /O2 的分离因子分别为 2 .3 0 ,4 .3 1和 1 .1 7,渗透系数为 75.81× 1 0 -17,75.2 8× 1 0 -17和72 .78× 1 0 -17m3 (STP)· m/(m2 · s· Pa) .

溶胶-凝胶法制备无机-有机杂化材料 Ⅰ.无机-有机杂化材料的分类及制备方法

无机－有机杂化材料的研制日益引起材料科学领域的广泛关注，它的性能决定于其制备方法以及由此产生的微观网络结构。本文综述了溶胶－凝胶法制备无机－有机杂化材料的主要途径和产物的结构特点。

炼焦煤中直接添加含铅锌冶金粉尘的焦炉煤气脱硫研究

将含铅锌冶金粉尘直接添加到炼焦煤中实现煤气脱硫的新技术 ,使得焦炉煤气脱硫不需要添加专门的脱硫设备成为可能 ,并可同时完成含铅锌冶金粉尘的回收利用 .研究结果表明 ,在加入的冶金粉尘中的Zn和Pb的摩尔数与挥发出的硫的摩尔数之比大于 1的条件下 ,煤气中的硫可以完全脱除 ,并且焦炭的质量与未加入含铅锌冶金粉尘的没有区别 ,焦炭的收得率没有降低 .

含碳球团还原过程中反应分数、还原度和金属化率的关系

推导了含碳球团的反应分数、还原度和金属化率间的关系。根据这些关系处理失重试验的数据可确定含碳球团中金属Fe、FeO、Fe2O3的变化。

钢坯防氧化涂料中高温喷涂用无机复合粘结剂的研制

通过添加三聚磷酸铝和调整pH值制备了一种新型的钢坯高温防氧化涂料用磷酸铝系无机复合粘结剂,分别用TG-DTA、SEM和XRD对无机复合粘结剂进行了热性能测试和结构形貌表征。结果表明,无机复合粘结剂的耐高温性能好,高温交联网状结构复杂,三聚磷酸铝在低温体系中起到了一定的固化剂作用,提高了防氧化涂料粘结剂的高温粘结作用。与涂料的结合应用实验表明,添加4%的无机复合粘结剂有利于涂料在高温基体上的喷涂和附着,提高了涂料的高温防氧化效果。

氧化锆基固体电解质材料与温度无关的离子电导活化能(英文)

氧化锆(ZrO2)基固体电解质材料的离子电导率随温度的变化关系呈现非线性Arrhenius特征；相应地，由经典的Arrhenius公式计算得到的电导活化能是一个与温度有关的参数.本文通过对实验获得的几种Y2O3稳定立方ZrO2(YSZ) 材料的电导率－温度关系的分析，对经典的Arrhenius公式进行了修正.由修正后的Arrhenius公式计算得到的电导活化能是一个与温度无关的常数.此外，还进一步借助于物理化学中的过渡状态理论，从材料离子导电机制出发对这一与温度无关的电导活化能的合理性进行了讨论,发现这一活化能在数值上与理论计算结果吻合得很好.

Al_2O_3凝胶注模成型及添加TiO_2烧结助剂的影响

采用有机单体丙烯酰胺与交联剂N, N-亚甲基双丙烯酰胺发生凝胶作用,使Al2O3浆料凝胶成型. 对分散剂添加量、浆料的pH值和分散时间对陶瓷浆料粘度的影响、TiO2烧结助剂的加入对最终陶瓷烧结密度的影响和添加烧结助剂后高温烧结陶瓷表面形态的变化做了研究. 结果表明,添加TiO2 5%、在1300oC时的常压烧结密度可达到理论值的97%.

(Y_2O_3,Yb_2O_3)复合掺杂ZrO_2材料的中低温电导率

采用交流复阻抗技术对 (Y2 O3,Yb2 O3)复合掺杂ZrO2材料在 5 73～ 873K这一温度范围的离子电导率随组成的变化关系进行了研究 ,发现在ZrO2 Y2 O3 系统中加入Yb2 O3 会使得材料在中低温区域电导率降低。用经典的Arrhenius公式对实验数据进行的分析表明 ,电导率降低的原因在于Yb3 + 与结构中氧空位之间的缔合比Y3+ 与氧空位之间的缔合更甚 。

X80管线钢多功能耐高温暂时性涂层防护研究

制备了适用于X80管线钢的高温防护多功能暂时性涂层,并对其防护机理进行了分析。该新型防护涂层在1250°C下可使X80管线钢高温表面氧化烧损降低40%以上,同时有效降低了氧化铁皮的脱除难度。EDX面扫描分析结果表明,新型防护涂层改善了氧化层的致密层结构,提高了外层致密层占氧化层总厚度的百分比,弱化了底层致密层的富硅性能。多功能暂时性涂层的研究和应用将为我国X80管线钢的生产工艺革新和产品合格率的提高提供有益的借鉴。

一种制备Ni/Al_2O_3复合陶瓷的新方法

借助异相成核技术 ,在镍粒子表面包覆氢氧化铝 ,经烧结制备得到了Ni Al2 O3复合粒子。以所得复合粒子为原料 ,采用凝胶注模成型工艺和在石墨保护下的无压烧结过程 ,得到了致密复合陶瓷 (相对密度 >95 % )。实验表明 :可以将有机凝胶铸模成型用于陶瓷 金属复合材料的制备 ,更进一步地避免了成本较高的热压烧结技术。

动态过程钢坯高温抗氧化涂料的研究

针对红热动态钢坯研制了一种高温抗氧化涂料,对涂料在动态钢坯基体上的高温抗氧化性能、高温防脱碳性能等进行了研究。结果表明涂料能有效降低钢坯在1 300℃以下的氧化烧损,减缓钢坯表层的元素贫化和脱碳,同时,还探索了高温下涂层的抗氧化机理,分析了涂层应用过程中的高温气膜作用、熔融屏蔽组分作用和层状功能组分作用。

焦煤中添加废塑料和脱硫剂的焦化过程研究

在模拟焦化室和焦化条件下,进行了焦煤中直接添加废塑料和脱硫剂后的焦化过程的研究,分析了焦化过程中焦炉煤气H2S脱除效果及脱硫剂和废塑料的添加对焦炭硫和锌及其在焦炭中残留率的影响。结果表明,焦煤的焦化过程中,直接添加ZnO、Fe2O3或冶金粉尘(MD)作为脱硫剂,当关键脱硫组分ZnO和(或)Fe2O3与可挥发性硫的摩尔比(nZn+Fe/nS)为1.2时,焦炉煤气H2S脱除效果均较好,塑料本身的热分解使得焦煤中添加质量分数为5%的废塑料后焦炭产率从81.52%降到77.61%;当焦煤中添加质量分数为5%的废塑料,并以ZnO为脱硫剂时,由于塑料中硫的质量分数相对焦煤要高,所以需要增大nZn+Fe/nS到1.7,才能取得较好的煤气脱硫效果,与此同时焦炭中锌和硫的质量分数均有不同程度的增加。

复合分离膜的研究进展

较全面地介绍了近期发展较快的各种复合分离膜，并根据其材料组份和结构特点，首次对复合膜进行了概括和分类，并就无机负载型复合膜的研究进展作了较详细的评述．关键词复合分离膜，陶瓷，分类。

铁精矿粉熔态还原炼铁与过程集成

以概念设计的方式，提出了一种新的使用铁精矿粉进行熔态还原炼铁的流程。设计了多级流化移动床预还原反应器和闪速熔态还原炉。放弃了炉内二次燃烧的概念，代之以能量最大回收的原则。通过与汽油合成装置或其他化工装置的集成，构造了一套冶金、化工集成生产系统。

焦煤、塑料和粉尘共热解失重分析

在以N2 载气 ,其流量为 30mL/min、升温速率为 5℃ /min、热解终温为 1 0 0 0℃的条件下 ,运用SetaramLab sysYM热重分析仪系统分析了塑料、冶金粉尘和焦煤的热解过程以及它们之间的相互影响 .不同配比的塑料、冶金粉尘和焦煤混合热解过程分析表明 :在低温段 ,煤和塑料热解产生大量活泼自由基 ,然后通过自由基内部重排或自由基间相互结合的方式稳定化 ,其中的硫元素主要形成气态硫化物 (如H2 S、COS等 ) ,并与粉尘中的金属氧化物作用生成固态金属硫化物而固硫 ;高温段产生的H2 、CO及粉尘中所含有的C等增强了反应体系的还原性 ,加剧了粉尘中金属氧化物的还原气化 ,从而更有利于实现焦炭的有效脱硫 .可见 ,运用添加塑料、冶金粉尘到焦煤中的方法可以实现炼焦过程中的焦炭和煤气同时脱硫的双重效果 .