链箅机过程球团矿生球干燥氧化模型

研究了生球干燥氧化过程的热传递现象,采用两段式干燥思想和缩核模型,以热量和质量为介质,考虑工艺过程干燥风向的变化,并根据现场数据辨识出模型的关键参数,建立了链箅机干燥氧化过程的机理模型.仿真曲线显示该模型较好描述了生球水分蒸发、干燥球团氧化与外部空气的质量、热量交换等现象.在机理模型基础上,提出了干燥球团和预热球团的强度计算模型.对比分析表明,计算结果与现场实际数据吻合,证明了模型的有效性,为球团矿生球干燥氧化过程精确控制和优化提供了模型基础,具有一定的实际意义.     

铬铁精矿球团烧结工艺与机理

对铬铁精矿球团烧结新工艺以及球团烧结矿冶金性能和固结机理进行研究。研究结果表明:铬铁精矿粒度粗,成球差,必须经过球磨机细磨,使其比表面积达到1 700 cm2/g,才具有良好的成球性;在膨润土配比为1.5%(质量分数)、造球水分为9.0%(质量分数)、造球时间为12 min的条件下,生球落下强度5次/(0.5 m),抗压强度11 N/个,爆裂温度480℃。优化的球团烧结工艺参数为:焦粉用量7%(质量分数)(内配比例30%),烧结混合料水分为9.5%,料层高度为650 mm,干燥温度为300～350℃,干燥负压为4 kPa,干燥时间为3 min,点火温度为1 100℃,点火负压为5 kPa,点火时间为1.5 min,烧结负压为8 kPa,取得了良好的指标:烧结矿产量为3.01 t/(m2.h),转鼓强度为89.33%,固体燃耗为79.19 kg/t。铬铁精矿球团烧结矿在900℃时很难还原,但还原膨胀率只有5%～6%,还原粉化率RDI+3.15大于94%,还原过程将具有较好的强度;在烧结料层的中上部,烧结矿的宏观结构以单个散状球团为主;在烧结料层下部以葡萄状烧结矿为主。铬铁精矿球团烧结矿矿物组成以铁铬尖晶石和硅酸盐矿物为主,单颗粒的球状烧结矿以固相固结为主,葡萄状烧结矿中液相量占30%左右,由固相固结和液相黏结共同维持烧结矿强度。     

预热竖窑气固传热与水分蒸发数值模拟

通过对一种新型预热竖窑的预热脱水研究，建立了气固两相传热和水分蒸发收缩核模型.在气体速度分别为10,15和20 m/s与993 K的温度条件下，针对预热竖窑的气体温度分布，以铬铁球团为主的固体混合物料温度分布和水分蒸发情况进行模拟分析.结果表明，该预热竖窑在20 m/s与993 K的条件下，固体物料温度达到850 K以上并实现球团干燥，可以满足物料预热的温度和含水量要求.通过合理的预热工序，防止了冶炼过程中因含水率过高导致球团出现爆裂影响生产安全的问题，也满足了企业对冶炼过程中产生的高温尾气的余热利用的目标.     

一步法直接还原新疆磁铁精矿

以新疆磁铁精矿为原料,采用“一步法”直接还原,研究粘结剂种类和润磨方式对生球质量的影响,高强度、高还原性预热球团的制备及煤基直接还原的工艺。研究结果表明,对于铁品位为69.21%的新疆磁铁精矿,采用润磨工艺,并添加粘结剂XB能明显改善生球质量;干燥后的生球在800℃预热10 min后,球团抗压强度达到581 N/个,将预热球团在1 050℃还原80 min,得到直接还原铁(DRI)的质量指标为:总Fe含量为90.33%,金属铁含量为85.05%,金属化率达到94.15%。与传统的预热-高温氧化-高温还原煤基回转窑直接还原工艺相比,“一步法”省去了高温氧化这一高能耗(1 150～1 300℃)工序,且还原所得产品结构完整,外表光滑,无裂纹。     

焦炭粉冷固成型用粘结剂的研制

探讨了聚丙烯酰胺、葡萄糖、高岭土、AlCl3、腐植酸钠、水溶性苯酚—甲醛树脂和自制的水溶性树脂A (简称为树脂A)等对水玻璃改性的影响。结果表明 ,树脂A使焦炭粉冷固成型的球团的生球和干球强度明显提高。并确定了其较佳配方 :水与水玻璃的重量比为 4∶6 ,其总用量为 1 6 % (占干焦炭粉的重量百分比 ) ;树脂A用量为 0 2 4 % (占干焦炭粉的重量百分比 )。在此较佳条件下 ,所制球团的生球和干球强度 ,与用未改性水玻璃 (其中水与水玻璃的重量比为 3∶7,其总用量为 1 6 %(占干焦炭粉的重量百分比 )所制球团的生球和干球强度 ,几乎相等 ,但前者球团的耐水性以及耐热性有明显提高     

磁铁矿球团干燥过程动力学

采用热重分析实验技术,在氮气流下,100—300℃温度区间,不同的气流速度范围研究了磁铁矿生球团干燥过程动力学。实验表明,干燥过程可分为增速、恒速、减速(一)和减速(二)4个阶段。生球中绝大部分水分是在前3个阶段中脱除的,在热量和质量传递过程同时进行的理论分析基础上,对前3个阶段建立了统一的干燥过程动力学模型。由实验数据求得了模型中参数或表达式。应用此模型对球团干燥过程进行模拟计算的结果与实验测定结果相当符合,证明了本动力学模型的适用性。     

硅热法炼镁预制球团成球过程的研究

为改变硅热法炼镁工艺存在资源利用率低、能耗高等缺陷,提出了造球→煅烧→还原硅热法炼镁新工艺.为了控制炼镁预制球团生球的成长,主要研究了白云石球团生球的成长特性,考察了影响球团成形的影响因素.结果表明:间断造球过程中,生球的长大主要以聚结机理进行,连续造球过程中,生球的长大主要以成层机理进行;白云石预制球团生球的成长率随原料含水量的增加而增加;随着高岭土用量的增加,生球成长率上升;原料进行湿混或干混,对生球的成长行为产生不同影响,随着水分含量的增加,其生球成长速度也相应增加.     

转炉污泥生产炼钢用氧化球团的试验

以转炉污泥为原料,配人有机和无机复合结合剂,采用压制成型和低温焙烧的方法研制了高性能转炉污泥球团,并探索了影响球团强度的各种因素.试验发现球团强度随着焙烧温度的升高,球团强度增加,当温度达到大约873K时强度达到极值;当温度超过873 K时,随着有机结合剂及结晶水的挥发,球团强度又明显下降;当温度超过1 300K时,固相扩散增加,并出现液相烧结,因而球团强度显著增加.对影响球团强度的因素进行了模式识别分析,找到了目标优化区,确定了适宜的球团生产工艺条件.     

含碳球团直接还原过程的数值模拟

基于质量守恒方程、能量守恒方程及化学反应速度式，建立了描述含碳球团直接还原过程的数学模型，用此模型所做的数值计算结果与试验结果基本吻合。数值模拟结果表明：影响含碳球团还原速率的最重要因素是炉温，含碳球团应在尽可能高的炉温下焙烧；虽然大球的还原速度开始阶段较慢，但焙烧时间足够长时，不论球大小，都可达到高金属化率；只有配碳量足够时才能获得较快的还原速率和较高的还原度。     

有机复合膨润土强化磁铁矿氧化球团机理及应用

基于有机小分子插层复合法,开发出有机复合膨润土,通过X线衍射等分析等微观手段及成球性指数测定,揭示有机复合膨润土通过化学吸附和复合分子桥联作用改善铁精矿成球的作用机理.研究结果表明:有机复合膨润土用于氧化球团工业生产,膨润土质量分数由3.0%左右降低到1.4%左右,减少50%以上;生球强度提高0.9次/(0.5 m),爆裂温度提高150℃左右,生球热稳定性明显提高,成品球团铁品位提高1.02%,成品球球团矿抗压强度提高1 kN/个以上;在降低膨润土配比前提下,生球强度和热稳定性提高,成品球团矿的强度和铁品位提高.     

轻烧菱镁石对生球爆裂温度的影响

在850℃条件下,对菱镁石进行焙烧、磨细处理后获得轻烧菱镁石粉末.将该粉体作为黏结剂用于球团矿生产,研究考察了轻烧菱镁石对生球爆裂温度的影响.结果表明,随着轻烧菱镁石质量分数的增加,生球爆裂温度逐渐增大,当轻烧菱镁石质量分数由0增至20%时,爆裂温度最大增幅可达200℃.主要原因如下:由于该黏结剂的加入,生球内部水分蒸发速率减小,生球内部产生的蒸汽压相对较小,同时,该黏结剂可使生球在干燥过程强度迅速提升,这使得生球爆裂温度逐渐增大.     

球团预制-硅热还原炼镁还原罐内传热

为了解决皮江法还原罐内传热慢的问题，提出将白云石粉、硅铁、萤石混合，加入黏结剂先造球再煅烧，煅烧后的热球团直接用于还原的炼镁新技术.采用数值方法研究预制球团在还原罐内的传热规律.结果表明:提高硅铁添加量、增加球团直径、减小床层密度均有利于热量向还原罐内部传递;将边界温度由1473K提高至1498K，还原罐中心区域达到1473K的时间由300min缩短至178min;当还原罐直径为300mm时，对于直径为25mm的预制球团，还原罐中心点加热至1473K的时间为90min，而对于皮江法球团则需要288min.     

水曲柳厚板材的高温干燥

<正>高温干燥法已经广泛地用来干燥针叶材及易于干燥的阔叶材。但是,极少见到关于此法应用于难干阔叶材的资料,例如水曲柳的干燥。 作者用5厘米厚的水曲柳板材进行了一系列高温干燥试验(湿球温度保持在97℃,干球温度达110℃),并取得了较好的结果。 在试验中,观察了木材对不同介质条件的反应、“波动处理”的效果及干燥过程中木材色泽的变化,并测定了木材内部逼度的分布情况。木材含水率从31％降至10.6％所需的干燥时间为52小时,从42.7％降至15.2％则需99小时。 试验结果表明,与常规窑干法相比,高温干燥法在不发生端裂,表裂、蜂窝裂及扭曲的情况下大大缩短了干燥时间。 本文对某些干燥机理进行了讨论,并提出了一个参考基准。     

K2CO3 catalysis on the reactivity of top charged coke and stamp charged coke

The catalysis of K₂CO₃ on the reactivity of top charged coke and stamp charged coke from Pansteel in China was studied. The coke reaction index of the stamp charged coke was 1%–2% higher than that of the top charged coke. Under the catalysis of K₂CO₃, the coke reaction index of both cokes approximately increased by 4%, 6%, 10% and 6% at 900, 1000, 1100 and 1200°C, respectively. The reactivity of the K-enriched stamp charged coke was 1%–2% higher than that of the K-enriched top charged coke below 1100°C. However, only negligible differences were found in the temperature zone between 1100 and 1200°C. Scanning electron microscopy images illustrated that pores in the top charged coke were smaller and equally distributed, while relatively more big pores exist non-homogenously in stamp charged coke. Due to the different processes in production, the stamp charged coke was more porous and most of the pores tended to be applanate. Cracks were observed in the microstructure of the stamp charged coke during the carbon solution reaction, implying the inferior quality of the stamp charged coke to the top charged coke at high temperature. Diffusion of K during the carbon solution reaction was studied by the energy dispersive spectrometry. It is found that K gradually spreads into the center of lumpy coke with the rising of temperature and is equally distributed on the edges of pores at 1200°C. Besides, oxidation reactions of functional groups become faster with the catalysis of K.content     

混合料润磨预处理对氧化球团矿质量的影响

研究了润磨预处理对生球强度、生球爆裂温度、预热球强度和成品球质量的影响.研究结果表明:采用润磨工艺减少了膨润土用量,提高了生球强度,但降低了生球爆裂温度;经润磨后所制备的预热球及焙烧球的强度得到了显著增强.研究结果表明:通过润磨的搓揉和挤压作用使粘结剂与矿粒紧密接触,球团内部结构更致密,从而使生球强度增强,爆裂温度降低;润磨产生新表面使矿粒比表面积增大,在预热过程中加快了磁铁矿的氧化,球团矿强度明显增强.     

生物质烧结燃料反应性优化研究

由于生物质燃料放热反应太快，直接应用在烧结中导致火焰前峰与热波前峰不匹配影响烧结矿性能.因此，利用CaO粉末对生物质燃料孔隙进行填充和生物质燃料“包裹制粒”对生物质燃料改性，并利用差热实验和热重实验对改性后燃料和焦煤进行对比检测实验.结果表明:生物质燃料经CaO粉末改性后，生物质燃料放热开始反应温度Te提升至382.09℃，放热拐点温度Ti提高至395.23℃，差热曲线(DTA)后移延缓热量释放;改性生物质燃料经包裹制粒后，开始失重温度提高至462℃，放热时间明显延长，与焦粉失重曲线接近.     

球团预制-硅热还原炼镁的球团传热性研究

针对皮江法炼镁存在的问题,提出将白云石粉、硅铁、萤石及黏结剂混合造球,然后煅烧,煅烧后的热球团直接用于还原的炼镁新技术.采用稳态平板法测定了预制球团的导热系数,并通过数值方法研究预制球团的传热规律.结果表明:导热系数随着平均温度提高而增加,随着球团密度和硅铁添加量的增加而降低.当密度为1.1 g/cm~3、硅铁为理论添加量时,预制球团的导热系数与温度的关系:λ=1.04×10~(-4)T+0.11;球形球团的传热情况优于圆柱形球团,球团具有较小的密度和热容以及较大的导热系数有助于热量由表面向中心传递.预制球团与皮江法球团的传热情况基本相同.     

多孔介质对流干燥过程数值模拟

为研究含湿毛细孔介质干燥过程的相变现象,建立了相变的传热传质数学模型.模型中以残余饱和度将多孔介质划分为湿区与干区,湿区和干区以“蒸发界面”动态边界相互耦合.用有限差分方法对多孔介质一维干燥过程进行了计算,数值解表明:干区是等速干燥与降速干燥的分界点;干燥初期多孔介质压力升高,温度下降;随后在等速干燥段温度分布保持不变,在出现干区时再度升高.干区出现的初期,蒸发界面向多孔介质内部推进的速度较慢,在到达介质厚度10%左右时出现转折,随后推进速度加快.     

废旧锌锰干电池有害元素的去除

采用火法和湿法两种方法对电芯进行处理,去除了电芯中Cl、Zn等不利于高炉生产的元素·结果表明:在试验温度范围内,火法处理可以去除部分Cl,但不能去除Zn;温度越高,去除Cl的效果越好;615K时火法处理可去除37%Cl·湿法处理的效果好于火法,可去除大部分Cl、Zn·在318K条件下处理15min,可去除85%Cl、30%Zn·水温与处理时间对湿法处理效果影响较小,易应用于实际生产·经湿法处理后电芯符合高炉生产的要求,可作为高炉喷煤用添加剂·