含碳铬铁矿粉在微波场中的升温特性

采用微波加热法避免传统加热方式带来的粉状物料传热传质不均匀的现象. 利用微波冶金炉,针对含碳铬铁矿粉在微波场中的升温特性进行了研究. 结果表明,含碳铬铁矿粉在频率2.450 GHz的微波场中具有良好的升温特性. 在微波加热功率10 kW、含碳铬铁矿粉1 kg的条件下,含碳铬铁矿粉在7 min内温度可升至1 100 ℃,升温速率为157.1 ℃·min-1;而含碳磁铁矿粉在10 min内温度升至1 000 ℃,升温速率仅为100 ℃·min-1. 提高配碳比,可提高含碳铬铁矿粉的升温速率和降低轻烧钙质石灰粉对物料升温速率的影响.     

微波加热对钢渣升温特性的影响

通过选取3类不同的转炉钢渣和3种不同的还原剂,混合后用微波加热到1100℃和1300℃.分别研究钢渣在不同粒度、不同还原剂、不同钢渣、钢渣混合物和纯钢渣对钢渣升温特性的影响.实验表明:钢渣具有优良的升温特性,可以很好实现对钢渣的加热.升温速率可以分为三个阶段,升温速率快慢依次为:第二阶段、第三阶段、第一阶段.其中不同粒度和不同还原剂对钢渣升温特性的影响较大,钢渣混合物和纯钢渣、钢渣种类对钢渣升温特性的影响次之.     

电炉炼钢厂粉尘在微波场中的升温特性

对电炉炼钢厂粉尘在微波场中的升温特性进行研究.结果表明,电炉炼钢厂粉尘对微波具有很好的吸波能力,其中不锈钢厂电弧炉粉尘在微波场中约15 min内温度就可达1 000 ℃以上.随着微波功率的增加,粉尘表观升温速率增大.不同配碳比下粉尘的表观升温速率均较大,介于105～126 ℃/min之间.随着物料质量的减少,在微波场中粉尘的表观升温速率增大.粉尘颗粒粒径对表观升温速率的影响不显著.     

高氯氧化锌烟尘微波介电特性及温升特性

为了研究微波焙烧处理氧化锌烟尘脱氯的可行性,采用谐振腔微扰法测量锌浸出渣经回转窑挥发产氧化锌烟尘的微波介电特性,并考查其在不同物料量和不同微波功率条件下的温升特性。研究结果表明:氧化锌烟尘的介电常数、介电损耗与表观密度呈正比,同时拟合得到氧化锌烟尘表观密度与介电参数、微波穿透深度的线性函数关系式;氧化锌烟尘具有良好的吸波性能,在微波场加热条件下,物料温度迅速升高,在6 min左右可达到800℃,其表观升温速率随微波焙烧功率的增加而增大,随物料质量的增加而减小。     

电熔氧化锆在微波场中的吸波特性和升温行为

研究以电熔法制备的电熔氧化锆在微波场中的吸波特性及其复介电常数与微波频率的关系,测定电熔氧化锆在微波场中的升温曲线,采用微波谐振腔法测定电熔氧化锆的吸波特性,利用X射线衍射仪和扫描电镜研究微波加热的电熔氧化锆相组成和微观结构.研究结果表明:电熔氧化锆具有良好的吸波特性,在微波输出功率为3 kW的条件下能以368.75℃/min的平均升温速率快速升温,在2.45 GHz频率下其介质损耗因数为1.112,电熔氧化锆晶体中存在的晶体缺陷、晶格畸变和氧空位对加强微波的吸收有较大的作用.     

碳纤维电热线发热规律实验与建模分析

为深入了解碳纤维电热线发热特性,本文针对12k和24k内芯线径的碳纤维电热线进行了电热性能测试,得到不同长度的碳纤维电热线发热规律.研究发现,通断电后,碳纤维电热线表面温度升降速度极快,最高升温速率可达82. 9℃/min,最高降温速率可达80℃/min,保持通电期间,表面温度趋于稳定,且该稳定温度随长度增加而降低.长度从7m增加到12 m后,12k和24k线径碳纤维稳定温度分别从122℃和166℃降至53℃和71℃,且波动值均在±3℃以内.使用COMSOL Multiphysics软件对碳纤维电热线进行模拟分析,模拟的发热规律与实验结果吻合较好,误差在7%以内.研究表明,通电后温度快速升高然后保持恒定是碳纤维电热线的两大特点.碳纤维电热线采暖系统是一种安全稳定的电采暖形式,在煤改电及其他恒温用热中有很广阔的应用前景.     

微波场中锰矿粉碳热还原反应研究

采用微波加热和常规加热对锰矿粉的碳热还原反应进行了研究.利用热重分析仪研究温度、粒度和碳氧原子摩尔数比等因素对微波场中锰矿粉碳热还原反应速率的影响,并通过拟合得到碳热还原反应过程动力学方程,进而得到微波加热相对于常规加热碳热还原的速率增加因子Q.实验结果表明:在微波加热时,随着碳氧原子摩尔数比的升高,物料升温速率随之提高;同时,反应前期升温速率较大,随着反应的进行,升温速率逐渐降低.提高碳氧原子摩尔数比和温度,微波加热碳热还原反应速率加快.减小粒度可以提高反应速率,但当粒度减小到150目时,进一步减小粒度后,反应速率不会有明显的提高.相同的温度和保温时间下,微波加热失重率远大于常规加热,微波加热的促进作用在低温和低温反应后期更为显著.     

烧结温度和升温速率对钛酸钡陶瓷结构及 介电性能的影响

采用固相法制备BaTiO3陶瓷,研究了烧结温度和烧结升温速率对陶瓷试样晶体结构、 微观形貌、介电性能的影响。实验表明,所制陶瓷均为四方相钙钛矿晶格结构。烧结温度低会造 成较多点缺陷,随烧结温度的增大,晶体均匀度和致密性有效提高,晶粒尺寸增大有助于促进畴壁 运动,介电性能有所提升。烧结升温速率过慢同样会造成点缺陷浓度增多,且有液相生成,气孔较 多,气孔含量高会降低介电性能的稳定性、减小介电常数、增大介电损耗;提高升温速率同样有助 于提高晶粒尺寸、均匀度和致密性,当晶粒尺寸到达单畴晶粒尺寸附近时,内应力为0,90°铁电畴 贡献高介电常数;但过快的升温速率会出现“过烧现象”,致使介电性能下降。当以5 ℃/min的烧结 升温速率升温至1 275 ℃时,介电常数最大,介电损耗最小,其值分别为ε=2 374,tanδ=0.023 18。     

Bi2O3负载的Ni和Co催化剂在微波场中的升温行为

本文考察了活性组分含量分别为５％，１０％，１５％和２０％的Ｎｉ／Ｂｉ２Ｏ３和Ｃｏ／Ｂｉ２Ｏ３催化剂在微波场中的升温行为。结果表明，四种Ｎｉ含量的Ｎｉ／Ｂｉ２Ｏ３在微波场中均能够升温，且随着镍含量的增加，催化剂的温升速率和最高温度逐渐降低，四种Ｃｏ含量的Ｃｏ／Ｂｉ２Ｏ３催化剂在微波场中也都能够升温，但以１５％的Ｃｏ／Ｂｉ２Ｏ３所能达到的温度最高。催化剂中存在的缺陷结构导致介质吸收微波，使其温度升高的     

微波预处理条件对鄂西鲕状赤铁矿磨矿效率的影响

以鄂西鲕状赤铁矿为研究对象,采用不同功率与加热时间对其进行微波预处理,研究矿样在微波场中的升温特性,考察预处理前后矿样形貌、比表面积及孔隙率变化,分析所得矿样的磨矿效率、邦德磨矿功指数及过程功耗。结果表明,当微波功率为1~3kW时,矿石可在90s内被迅速加热至400℃以上,且升温速率随功率的增大而增加;经不同条件微波预处理后,赤铁矿与脉石颗粒间出现明显裂缝,矿石比表面积与孔隙率分别提升43.8%~51.9%和20.9%~40.0%;相同磨矿条件下,经功率为2kW、时间为45s处理后的矿样,-0.038mm和-0.074 mm粒级产品产率最高可提升37.2%和43.4%,邦德磨矿功指数最多可下降13.6%;微波预处理有助于降低磨矿过程功耗,当磨矿产品中-0.038 mm粒级产率为49.2%时,最大能耗降幅为21.4%。     

采用低温微波法和电加热法再生载甲苯活性炭

采用低温微波法(60、120、180 W)和电加热法对载甲苯松木活性炭进行再生。比较了这两种再生方法下活性炭的再生效率、升温速率、能耗,并分析了再生前后活性炭的物理化学性能。结果表明:经过5次吸附—微波辐射再生之后,活性炭吸附量基本保持原有吸附量的45%。随着微波功率从60 W 升高到120 W,再生时间从60 min降低到22 min,再生效率从1.7%/min增加到4.5%/min。而传统电加热再生法再生时间为180 min, 是微波法的3～6倍; 功率为60 W的微波加热法的升温速率为178 ℃/min,而电加热法升温速率只有9 ℃/min; 从能耗角度看,微波再生法的能耗为29.7 kJ/g,而电加热法的能耗则为74.3 kJ/g; 并且经检测微波法再生后活性炭的孔隙结构和官能团未发生改变。     

硼铁矿石固相还原动力学

用热重法研究了硼铁矿石氢气还原动力学。氢气流量600ml/min,温度600～1000℃。实验结果表明,矿石结构、孔隙度和颗粒的大小对还原率有明显的影响。单一方向还原实验表明,气体在产物层孔隙的扩散对还原速度影响显著,是还原的控制步骤。将实验数据用TURK-DOGAN内扩散速度方程处理,求出H_2-H_2O气体在产物层孔隙中有效扩散系数D_o值随还原温度下降而明显减小。     

微波照射下钢筋混凝土升温特性分析

为了探究微波照射造成钢筋混凝土结构粘结强度发生变化的原因,通过微波照射钢筋混凝土试块热成像试验和连续升温测定试验,对钢筋与混凝土的升温情况进行分析。试验结果表明：钢筋和混凝土在微波场中的升温行为表现存在很大差异,混凝土由于主动吸收微波,升温速度快,钢筋通过周围混凝土的热传递被动升温,速度相对较慢;钢筋和混凝土粘结面以及混凝土内部吸波性能强的粗骨料和砂浆体之间会形成一定的温度梯度,且温度梯度随微波功率的提高而增大,这是造成钢筋混凝土发生粘结强度损伤的主要原因。对于微波照射下钢筋混凝土结构升温特性的研究,可以为微波辅助机械破碎钢筋混凝土工艺的应用提供理论基础和参考价值。     

不同还原度铁氧化物球团在微波场中的升温及还原行为

为深入了解氧化球团在微波竖炉中的升温以及煤基直接还原行为,实验采用铁精矿氧化球团作为基础原料,在气体还原剂条件下进行预还原,通过控制还原时间得到不同还原度铁氧化物球团,并从不同还原度铁氧化物球团的结构以及性能出发,研究它们在微波场中的升温性能及其还原变化.电磁性能测试结果表明,球团中的铁及其氧化物在微波场中的升温速度从快到慢依次为:Fe3O4,Fe2O3,Fe,FeO.微波加热还原结果分析及矿相结构观察显示,Fe2O3的深还原时间较长,物相多重转变,造成过程温度和还原气氛跟不上氧化物的还原反应速度;Fe3O4阶段升温速度快,结构松散,有助于进一步的还原,但进入浮士体(FeO的固溶体)阶段后孔隙率降低,升温速度骤降,造成还原的困难;在还原度达到66.90％时,表层以金属铁相为主,孔洞发达,吸波性能强,在气化反应有效进行的条件下,球团将会实现快速还原.     

沥青路面现场微波加热再生模型与实验

为了求解微波加热再生沥青混合料内的温度分布,研究了由于沥青混合料介电常数和比热容是温变参数,从而导致电磁场分布和吸收微波功率的非线性变化.建立了电磁场控制方程和热传递方程耦合的二维非线性热电耦合模型,提出了按微波周期为时间步长交替迭代求解该非线性模型的求解方法.使用了工作频率为2.45 GHz的微波系统,通过连续或间歇辐射加热方式,对不同体积的沥青混合料进行了加热实验.实验结果证实了微波加热再生通过辐射热传递能实现瞬间体积加热,具有快速、加热均匀、保证质量和无污染等特点.     

植物纤维素在微波 HCl/H2O2耦合条件下降解工艺条件的优化

在微波加热条件下, 研究降解条件（催化剂体积分数、 反应温度、 时间）对植物纤维素降解过程的影响, 结果表明, 适宜降解条件为: φ催化剂=5%, 100 ℃反应2 h. 在此条件下, 得到的ρ还原糖=2.15 g/L, 微波加热降解较常规加热还原糖浓度提高了33.5%, 降解率提高了487%. 利用SEM分析微波降解和常规条件下降解产物的结构特征, 结果表明, 微波作用下使纤维素的聚合度降低. 红外分析结果表明, 微波条件与常规条件下的剩余物结构一致.     

传统加热和微波加热下氧化锰矿的碳热还原行为研究

For the purpose of exploring a potential process to produce FeMn, the effects of microwave heating on the carbothermal reduction characteristics of oxidized Mn ore was investigated. The microwave heating curve of the mixture of oxidized Mn ore and coke was analyzed in association with the characterization of dielectric properties. The comparative experiments were conducted on the carbothermal reductions through conventional and microwave heatings at temperatures ranging from 973 to 1373 K. The thermogravimetric analysis showed that carbothermal reactions under microwave heating proceeded to a greater extent and at a faster pace compared with those under conventional heating. The metal phases were observed in the microstructures only under microwave heating. The carbothermal reduction process under microwave heating was discussed. The electric and magnetic susceptibility differences were introduced into the thermodynamics analysis for the formation of metal Mn. The developed thermodynamics considered that microwave heating could make the reduction of MnO to Mn more accessible and increase the reduction extent.     

微波多模腔金属边界移动对加热的影响研究

微波加热作为一种新型、高效的加热方法,在化学催化及材料处理等方面有着巨大的优势,但是微波加热的非均匀性限制了其在化工等行业中的大规模应用.本文设计了一种可移动金属壁的微波加热多模腔.在加热过程中,通过单向移动微波多模腔的金属壁,实现腔体内电场分布的不断改变,从而达到提高加热均匀性的目的.在仿真计算中,通过使用移动网格方法实现了整个加热过程的模拟计算.通过与离散位置的电场值和端口反射系数比较,验证了计算方法的准确性.通过比较被加热物质的温度变异系数(COV),可以看出移动金属壁的微波多模腔的加热均匀性相对于固定尺寸的多模腔的提高了近18%~38%.同时,本文分析了不同金属壁移动方式对加热效果的影响,提出可根据材料的属性和要求,计算选择理想的金属壁移动方式,获得更优的处理结果.     

微波场中氧化球团升温性能及结构变化

在氮气保护下对氧化球团进行微波加热,旨在研究微波场中氧化球团的升温性能以及结构变化.氧化球团在中性气氛的微波场中进行加热,升温过程可以划分为缓慢升温、快速升温和较慢升温3个阶段.不同终点温度下氧化球团在冷态时的电磁性能测试以及微观结构观察结果显示:氧化球团在升温过程中内部结构发生了较大的改变,冷态时磨细再成型测其电磁性能变化不大,升温速度的不一致与温度和球团结构变化有关.整个过程中球团的强度和真孔隙率都是先降低再升高的,通过扫描电镜观察发现:颗粒在电磁场中首先出现碎裂现象,随着温度的升高,颗粒发生重结晶,造成球团结构的改变.