超高料层双层烧结富氧强化及烟气排放行为研究

针对超高料层双层烧结矿强度低的问题,采用富氧方法强化双层烧结。研究富氧浓度和燃料用量对烧结矿产质量的影响,分析普通双层烧结和富氧强化双层烧结的烧结矿主要矿物组成和微观结构,研究两者烧结烟气中O_(2)、CO_(2)和CO的排放行为。研究结果表明:富氧方法能明显强化超高料层双层烧结,大幅度提高烧结矿成品率和转鼓强度;二次点火后对料层进行富氧,氧气体积分数为25%,烧结矿成品率、转鼓强度、利用系数和固体燃耗分别为69.06%、66.40%、2.09t/(m^(2)∙h)和53.79kg/t,与普通双层烧结指标相比,成品率、转鼓强度和利用系数分别提高4.11%、7.73%、0.18t/(m^(2)∙h),固体燃耗降低3.23kg/t;富氧使烧结矿中磁铁矿氧化充分,铁酸钙大量生成,烧结矿结构均质、紧密;富氧增大烧结烟气O_(2)质量分数,可有效解决下部料层缺氧问题,提高燃料燃烧效率,减少CO排放量。

先进烧结技术制备高熵陶瓷的研究进展

高熵陶瓷作为近年来发现的新型材料,因其独特的结构和高熵效应,受到了广泛关注。由于高熵效应中的迟滞扩散效应,高熵陶瓷需要在较高温度下长时间保温才能充分致密,制备周期长、耗费能源大。随着先进烧结技术的发展,一些学者采用闪烧、放电等离子烧结和超快高温烧结等先进技术制备高熵陶瓷,在缩短烧结周期和降低烧结温度方面取得了较多成果。对先进烧结技术制备高熵陶瓷的研究进展进行了分析归纳,探讨了不同烧结技术的原理、特点、优势和发展前景,并对未来高熵陶瓷烧结方法的研究方向进行了展望。

锰矿粉球团烧结新工艺研究

传统锰矿粉烧结工艺存在着固体燃耗高、锰矿烧结矿质量差等难题,开发锰矿粉造块新技术对于降低铁合金生产成本、扩大原料来源和促进铁合金行业低碳绿色发展具有重要意义。本文提出了一种锰矿粉球团烧结新工艺,并通过烧结杯实验与传统烧结工艺进行了对比。结果表明,相比于传统烧结工艺,球团烧结新工艺的烧结矿转鼓强度提高了4.35%,利用系数增加了16.22%,固体燃耗降低了21.79%;此外,锰矿球团烧结矿相比于普通锰矿烧结矿具有较好的抗热爆性能和高温软熔性能。本研究成果将为锰矿粉实现低碳烧结和强化矿热炉冶炼提供重要的参考。

超厚料层烧结水碳结构优化研究

为保证料层厚度由600 mm提高至1000 mm后,烧结生产稳定顺行,通过烧结杯实验,研究了料层厚度及水碳结构对料层透气性和烧结矿质量的影响。优化后烧结产能及质量得到改善,垂烧速度、转鼓指数和整体利用系数由15.2 mm/min、65.0%和1.23 t/(m^(2)·h)提高至22.3 mm/min、68.9%和1.54 t/(m^(2)·h)。确认了现场烧结原料结构下的最佳配水量为7.5%,同时不降低固体燃料用量,为超厚料层烧结稳定生产提供了数据指导。

不同燃料外配比例烧结杯试验及烧结矿冶金性能试验

本文针对酒钢烧结生产中存在的问题,系统研究了不同燃料外配比例对烧结垂直烧结速度、成品率、利用系数、烧结时间、转鼓强度及烧结矿冶金性能等指标的影响。试验结果表明:随着燃料外配比例的增加,烧结利用系数呈先提高后降低的趋势,综合考虑最佳的燃料外配比例为60%;随着燃料外配比例的增加,烧结矿低温还原粉化率RDI_(+3.15mm)、烧结矿900℃还原度、烧结矿软化熔滴性能均变化不大,基本持平。

京唐烧结配矿结构优化及生产实践

首钢京唐公司基于自身配矿结构特点和降本增效的实际需求,烧结尝试大比例使用高性价比但SiO_(2)、Al_(2)O_(3)含量较高的3种新矿粉。通过开展研究铁矿粉同化性、液相流动性等基础性能以及烧结杯实验,分析了新矿粉配加后对烧结技术经济指标的影响,并根据研究结果进行了替代主流矿粉的生产应用。实践表明,3种矿粉在混匀矿中总质量占比提高至20%以上替代主流矿粉是可行的。同时,结合京唐烧结工艺控制,实现了烧结矿质量整体稳定,配矿成本降低,铁水原料费用可降低约4元/t。

放电等离子烧结Bi、Ce掺杂钇铁石榴石陶瓷的微观结构与磁性能

钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)是一种立方晶体结构的软磁铁氧体材料。YIG具有法拉第效应、低的铁磁共振线宽,在微波磁光领域具有广阔的应用前景。采用球磨法,通过预烧成功制备Y_(2.6-x)Bi_(0.4)Ce_(x)Fe_(5)O_(12)(x=0.1,0.2)粉末,再利用放电等离子烧结(SPS)将其在较低温度下制备成陶瓷。采用X射线衍射仪对陶瓷表面和内层进行了物相分析,采用扫描电子显微镜对粉体和陶瓷形貌进行观察,采用振动样品磁强计对样品进行了静态磁性能测试。实验结果表明,由于Bi元素的掺入,预烧温度降低到1050℃。利用放电等离子烧结方法,在1050℃、60 MPa、保温4 min条件下制备出孔洞少、表观密度为5.3585 g/cm^(3)和5.4469 g/cm^(3)的Bi,Ce-YIG陶瓷,实现了Bi,Ce-YIG陶瓷的低温快速烧结。Ce的掺入提高了Y_(2.6-x)Bi_(0.4)Ce_(x)Fe_(5)O_(12)(x=0.1,0.2)粉末陶瓷的饱和磁化强度(分别为23.01 emu/g、25.96 emu/g),有利于磁光器件的小型化。Bi,Ce-YIG陶瓷的铁磁共振线宽最低为140.5 Oe,有利于器件在微波应用中的低损耗。

无压烧结工艺对浆料直写式定向多孔铜组织及致密度的影响

管式炉无压烧结工艺对浆料直写(Direct ink writing,DIW)式定向多孔铜的组织和致密性起决定性作用。本工作通过浆料直写和烧结制备定向多孔铜,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对比高纯氩气和Ar-H_(2)混合气下烧结后的定向多孔铜的微观组织,分析烧结时定向多孔铜的氧化行为。在不同烧结参数下对定向多孔铜进行烧结处理,研究烧结温度以及保温时间对定向多孔铜致密度的影响规律。结果表明:在高纯氩气下烧结时,定向多孔铜发生严重氧化并生成Cu_(2)O,而Ar-H_(2)混合气通过还原作用有效避免定向多孔铜的氧化;烧结温度1100℃、保温时间6 h为最佳烧结工艺参数,在此条件下,定向多孔铜的致密度达到了87.2%,收缩率为33.3%。本研究可为管式炉无压烧结DIW打印多孔铜提供理论指导。

氮化硅陶瓷低温烧结助剂研究进展

氮化硅陶瓷性能优异,然而由于其共价键较强,自扩散系数小,烧结难度较大。目前高性能氮化硅陶瓷主要通过高温气压烧结法制备,烧结温度在1800℃以上,对设备要求较高,制备成本也较高,限制了氮化硅陶瓷的实际应用。低温烧结作为降低氮化硅生产成本的有效途径之一,受到了业界广泛关注。目前国内外关于氮化硅陶瓷低温烧结的研究主要集中在烧结助剂的选择方面,烧结助剂可以分为两类:使用与SiO_(2)共晶温度较低的烧结助剂和使用多组分烧结助剂。综述了这两类低温烧结助剂的研究进展,并提出了低温烧结助剂选择的合理方案。综合来看,要在低温下制得性能良好的氮化硅陶瓷,需选用与SiO_(2)具有低共晶点的烧结助剂,并配合使用多元组分调控氮化硅陶瓷的微观结构和性能。

烧结矿预冷却技术及装备研究

为了对烧结矿的高品质余热进行充分回收利用,提升环冷机布料的均匀性和热量分布的合理性,进一步提高烧结矿显热回收效率,本文使用可实现烧结矿冷却和高品质余热回收的预冷却装置取代现有烧冷系统中的给料溜槽,并引入可提高换热效率和余热品位的气固逆流换热方式,形成烧结矿预冷却技术。同时,对预冷却装置进行结构设计,基于Fluent和EDEM仿真平台,对比分析两种不同结构方案装置内部的气流分布、料层阻力以及物料流动情况,并对装置的换热效果进行验证,从而获得最佳的预冷却装置结构方案和运行参数。烧结矿预冷却技术及装备在湘潭钢铁集团有限公司360 m^(2)烧结机1.5 a的实际运行经验表明,该技术可改善环冷机布料的平整度,将余热锅炉蒸汽产量由34 t/h提升至40 t/h左右,显著提高了烧结矿显热的回收效率。

钼精矿焙烧过程中杂质化合物对烧结行为的影响

在钼精矿焙烧过程中,伴生元素转化及其与二硫化钼的相互作用会引起粉体部分熔化、结块、团聚等烧结现象,严重影响钼焙砂质量和炉子寿命。本文研究了钼精矿焙烧时赋存的杂质(种类和含量)以及焙烧温度对其烧结行为的影响,对其烧结程度进行定量化计算,并观察烧结物中各成分黏结形态的微观形貌。结果表明:钼精矿中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)对钼精矿焙烧烧结行为影响很小,而CaO、MgO、Fe_(2)O_(3)、CuO和K_(2)CO_(3)会强化烧结行为;增大反应温度达到MoO_(3)与钼酸盐共晶的临界温度后会加剧团聚现象;增大CaO、CuO和K_(2)CO_(3)含量,对钼精矿烧结行为影响最大。烧结物中各组分之间的黏结形态分为三类,即加SiO_(2)或Al_(2)O_(3)后呈孤立型,加CaO或MgO后呈交叉型,以及加Fe_(2)O_(3)、CuO或K_(2)CO_(3)后呈包裹型。

全固废烧结砖的制备及性能研究

以建筑渣土、黄河沉积沙以及污泥为原材料制备全固废烧结砖,借助XRD、XRF、SEM等手段对原材料进行了详细的理化性质测试,确定了坯体的最佳制备方法及烧结制度,探究了含水率及黄河沉积沙掺量对烧结砖力学性能的影响规律。结果表明:含水率为25%时坯体水分挥发稳定,此时砖体烧结强度高;黄河沉积沙取代率为30%时坯体内形成完整的骨架结构,烧结砖强度增加;在每2个梯度间进行2 h保温处理,可为物质反应及气体挥发提供所需外部环境,提升烧结质量;烧结砖内部存在高温冷却后形成的由玻璃相以及主晶相构成的砖体骨架,使砖体具有良好的结构稳定性及力学强度;在含水率为25%、黄河沉积沙取代率为30%时,砖体强度达到29.3 MPa,吸水率为9.9%,符合工程用砖要求。通过原材料处理、配比设计、坯体成型、烧结工艺等方面对烧结砖的制备工艺进行研究,为全固废烧结砖的生产制备提供了理论依据。

烧结温度对Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷微观组织和力学性能的影响

以Ti(C,N)为基体相,HfN和WC为不同层的增强相,金属Ni和Mo为粘结相,采用交替铺层法制备素坯,并利用真空热压烧结技术制备Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷,研究了烧结温度对层状陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,材料中的晶粒逐渐长大,在烧结温度为1350℃和1400℃时,材料的晶粒较小但分布不均匀,且存在较多的微缺陷;在烧结温度为1450℃和1500℃时,材料中的晶粒相对均匀(粒径~1μm),微缺陷较少;在烧结温度达到1550℃时,材料中出现了大量粗大晶粒(粒径~2μm)。随着烧结温度的升高,层状陶瓷的抗弯强度、维氏硬度和断裂韧度均先增大后减小。在1450℃下所制备的Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷具有较好的综合力学性能,其抗弯强度、维氏硬度和断裂韧度分别为(1263.6±17.1)MPa、(18.5±0.3)GPa和(8.2±0.1)MPa·m1/2。此外,Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷在断裂时表现为穿晶与沿晶并存的断裂模式。

马钢烧结点火技术的升级与应用

马钢烧结380 m^(2)烧结机采用新型幕帘式点火炉,实现了在配备有无热源保温罩的前提下,提升点火效果,改善烧结矿的质量。并在此基础上进行了点火炉保温炉炉膛负压的技术调整,实现了保温炉炉温平衡,解决了表层烧结矿开裂等一系列难题。实现了焦炉、转炉煤气单独点火情况下的点火强度自动控制系统的开发。

基于PLC的工业烧结炉温度控制系统设计与实现

工业烧结炉是一种广泛应用于冶金、陶瓷、玻璃、粉末冶金等领域的重要设备。它通过高温烧结过程,将粉末或颗粒状的原材料烧结成具有一定强度和性能的烧结体。工业烧结炉通常采用电热或燃气加热方式,具有较高的温度控制精度和均匀性。在烧结过程中,炉内的温度和气氛条件需要严格控制,以确保烧结体的质量和性能达到预期目标。我国的粉末冶金工业受到技术以及生产设备的限制,目前尚处于初步发展阶段。粉末冶金烧结的质量受到烧结温度的重要影响。合理的烧结炉温度控制方法能够保证烧结过程的稳定性和产品质量。本文综合分析了烧结炉的组成以及工作原理,探讨了烧结炉温度控制系统的设计原则以及系统设计方案,根据烧结工艺和设备特点确保烧结产品的质量和生产效率。

铁精矿粉烧结特性与优化配矿研究——评《钢铁冶金新技术丛书:流态化还原铁矿粉黏结机理及抑制技术》

作者:郭占成公旭中ISBN:9787030421883出版社:科学出版社出版时间:2015-01高炉炼铁是现代钢铁冶炼行业的重要工艺,可将铁从含铁原料、矿石等化合物中还原出来,制备出的生铁可用于锻造加工,制造其他机械零件或炼钢。铁精矿粉作为高炉炼铁的重要原料之一,其烧结特性会直接影响烧结矿的质量,进而影响高炉冶炼的生产运营。由郭占成、公旭中编写,科学出版社出版的《钢铁冶金新技术丛书:流态化还原铁矿粉黏结机理及抑制技术》,对铁精矿粉的烧结特性进行了分析,提出高炉冶炼优化配矿、提高烧结矿质量的可靠措施。

转炉炉渣配比对烧结矿性能的影响

将钢渣用于烧结配料,研究不同含量的钢渣对烧结矿冶金性能的影响,找出合适的钢渣配比。试验结果表明:随着钢渣加入量的增大,垂直烧结速度增大,成品率和转鼓强度则先增加、后减少,而烧结机利用系数呈现出逐渐增大的趋势。综合以上因素,在焦粉配比不变的情况下,为了保证成品率和烧结矿强度,同时,考虑烧结利用系数,稳定生产,钢渣最佳配比不宜大于5%。

SPS多腔烧结碳化硅块材的有限元仿真及实验研究

通过设计加工具有3个模腔的石墨模具,并建立放电等离子烧结的有限元仿真模型,研究了烧结工艺对碳化硅块材物相及密度等的影响.结果表明,烧结时的电流主要通过石墨压头及样品产生热量实现样品的加热,且当模具温度高于1200 K时,样品中心与模具的温度差异逐步增大,烧结模具的中心区域温度高于模具的温度.此外,采用放电等离子烧结同时制得了3个碳化硅块体,实验结果表明,随烧结温度的增加,烧结助剂钇铝石榴石的含量逐渐减少,而碳化硅的含量及结晶性逐步增加,当烧结温度达到2023 K时,得到了纯相的碳化硅.烧结所得的碳化硅密度为(3.103±0.043)g/cm^(3),致密度为97%.

Fe-44.4%Mo-4.9%B-2.5%Cr-2.9%Ni金属陶瓷烧结阶段晶粒生长机理

Mo_(2)FeB_(2)基金属陶瓷是以Mo、Fe、Cr、Ni、FeB、C为原料,采用反应硼化烧结法制备而成,具有高硬度、高强度和高韧性的特点,并且制造成本相对低廉。本文采用真空液相烧结的方法制备Fe-44.4%Mo-4.9%B-2.5%Cr-2.9%Ni金属陶瓷,研究固相、液相烧结阶段金属陶瓷硬质相形貌及生长过程与机理。结果表明:在600℃前,Fe与片状FeB生成Fe_(2)B相,进入固相烧结阶段;随温度升高至900℃,在升温过程中Mo在Fe_(2)B界面上与Fe_(2)B反应形核生成Mo_(2)FeB_(2),生长方式表现为螺旋生长,并且形成生长台阶;温度继续升高至1000℃,Mo_(2)FeB_(2)晶粒继续长大,突破临界半径,开始析出小Mo_(2)FeB_(2)晶粒;温度升高至1050℃,溶解析出一直进行,Mo_(2)FeB_(2)开始长大成截面为正六方形的晶粒。期间经历形核、螺旋生长、溶解析出、形成截面为正六方形晶粒四个阶段,最终由Mo和FeB、Fe_(2)B相形成正六方形的Mo_(2)FeB_(2)晶粒。在1050℃后会进入液相烧结阶段,Mo_(2)FeB_(2)硬质相柱状生长,其长轴、短轴晶粒生长激活能分别为317 kJ/mol和402kJ/mol,因此Mo_(2)FeB_(2)晶粒更易沿长轴生长,最终生长为长条状。

老挝粉烧结特性和配矿实验研究

受大宗原料价格持续上涨影响,钢铁企业生产成本高企,利润空间不断压缩,开发高性价比矿种代替高价烧结原料,寻求更经济的物料结构成为推动企业降本增效的途径。老挝粉作为一种低品位、低硅、高烧损的赤铁矿种,粒度大于常见矿种,配用后有利于提高混合料透气性,但因其液相流动性差,导致烧结过程垂直烧结速度过快,对烧结过程的成品率和成品矿冷热态强度有不利影响。老挝粉用于烧结可提高配矿经济性,建议配用时搭配粒度较细、液相流动性能较好的矿粉使用。