COREX用煤成焦的高温性能研究

通过观察COREX块煤在成焦过程中所形成的不同煤焦的微观结构及形貌，分析了COREX所用两种煤成焦结构及性能的特点.借鉴高炉焦炭反应性及反应后强度的定义，提出以MCRI和MCSR来表示煤焦的反应性及反应后强度，并给出其物理意义.MCRI与MCSR主要是由煤焦显微结构的组成决定的.针对COREX所用的两种煤，对1100℃下不同成焦时间的煤焦反应性及反应后强度与微观结构进行多元线性回归，建立了预测COREX用煤成焦时煤焦热态性能的公式.由此推算了两种煤在600，800及1000℃条件下不同成焦时间的煤焦反应性及反应后强度，与实测值比较吻合.     

铁矿粉烧结液相流动性能的特征数方程的建立

为解决在研究铁矿粉烧结液相流动性能时通常只考虑面积增长率这一终点信息,而没有考虑过程信息的缺陷以及采用多个指标来表征流动性能在使用上的不便,对影响流动性的因素进行了分析,结合量纲分析和白金汉定理推导出了能定量表征流动性强弱的流动性特征数(LD),简化特征数方程后得到等效流动性特征数(LdΘ)。试验采用了可视卧式高温炉,记录了铁矿粉烧结液相流动的整个过程信息,通过基础实验和对照实验确定液相流动的起点和终点之后,可以得到每一种矿粉相应的等效流动性特征数数值。测量5种铁矿粉在两种方法下的流动性指标,当只考虑面积增长率时的流动性强弱顺序为AC≈DBE,新方法下为LdΘALdΘDLdΘC≈LdΘELdΘB,两种方法下的指标相近,但是综合了各种重要信息的新指标能进一步区分出各个因素对流动性能的影响程度。     

TiO2对合成渣中Fe2O3还原发泡过程的影响

研究了不同条件下TiO2和Fe2O3在合成渣中被碳还原时的发泡过程．计算了该发泡过程的发泡系数、消泡系数、平均发泡寿命、发泡强度和消泡过程开始的时间．用熔渣发泡参数定量地讨论了温度、TiO2加入量和初渣中TiC的含量对熔渣发泡过程的影响，发现当初渣中TiC的含量和TiO2加入量较多时，在发泡时会产生二次发泡现象．     

高炉喷吹常村贫煤时煤粉的利用率

根据岩相显微分析和化学分析的结果,计算了宝钢1#高炉在进行常村贫煤工业实验时炉尘中未消耗煤粉中的含碳量,确定了常村煤的加入量在20%～40%的条件下炉尘中的含碳量和未消耗煤粉含碳量.给出了宝钢高炉在不同喷煤条件下煤粉在高炉内的利用率.     

基于粘结强度特征数的烧结矿强度评价方法

烧结矿的强度主要取决于含铁矿物的强度、粘结相自身的强度以及粘结相与含铁矿物间的粘结强度。研究表明粘结相与含铁矿物间的粘结强度是烧结矿强度的主要制约因素。将粘结强度与能满足工厂生产要求标准的烧结矿粘结强度(12.58 MPa)的比值定义为粘结强度特征数,并用其评价烧结矿的整体强度。同时,结合烧结矿的微观结构对烧结矿强度进行研究。结果表明,与粘结相自身微观结构相比,粘结相与含铁矿物界面的微观结构较为疏松;固液两相之间的冷收缩系数不同,粘结相与含铁矿物之间易形成内应力,不利于粘结强度的提高。因此,粘结强度满足一定要求时,烧结矿的强度就能满足生产要求。     

煤粉与半焦的混合燃烧特性及动力学分析

为探究煤粉添加半焦后混合燃料的燃烧性能,通过热重分析研究煤、半焦及其混合物的燃烧过程,得到燃烧特性参数.由于不同温度区间的燃烧反应机理不同,利用分段法对燃烧过程进行动力学分析,对燃烧反应的前、后期分别使用缩核反应模型和缩核内扩散模型进行模拟,从而得到动力学参数.结果显示,随着混合燃料中半焦含量增加,其可燃性指数和燃烧特性指数都减少,燃烧前期活化能由76.79 kJ·mol-1增加到92.75 kJ·mol-1,后期活化能由102.62 kJ·mol-1增加到107.94 kJ·mol-1,说明半焦的添加会降低混合燃料的燃烧性能.对比不同半焦含量的混合燃料的燃烧特性参数和动力学参数,半焦的质量分数应控制在15%以内最适宜.     

冶金反应过程动力学的分段尝试法

冶金反应工程学属于一门独立的学科,需要建立自己的一套研究反应动力学的新方法。为了避免与冶金物理化学的方法和内容的重叠,本文提出分段尝试法可作为研究冶金反应过程动力学的新方法。依据反应过程特点,建立相应动力学模型进行拟合尝试,能够得到该过程控制环节转换时间点以及动力学参数,为冶金模拟提供必要的物性参数。由于在实际冶金反应过程中,化学反应过程和质量传输过程的耦合是客观存在的,化学反应控制时质量传输也发生;同理,质量传输控制时也有化学反应。因此,提出通过引用不可逆过程热力学唯象理论来确定出化学反应和扩散控制的两种通量之间的影响,从而进一步完善分段尝试法。     

一种测试冶金熔体流变特性的方法

提出了采用可改变转速的高温粘度计,测试冶金熔体中熔渣和熔盐流变特性的方法,这种高温粘度计只对较为普启遍采用的高温粘度计进行少量的改进,提出利用这种高温粘度剂确定所测熔体的流变参数的方法,并给出修正后的本构方程。     

测定铁矿粉同化特性新方法的探索

指出目前测定铁矿粉与CaO同化反应方法的优缺点.铁矿粉只有先在界面上熔化形成液相并与CaO形成润湿后,才能进行同化反应形成铁酸钙.通过X射线衍射分析给出了判别铁矿粉与CaO同化反应的始末点等参数的方法,以此为基础建立了以实际烧结生产温度为基准温度且量纲为1的同化反应特征数.该特征数综合了铁矿粉同化反应过程中各种重要信息,如升温速率、同化反应温度和同化反应速度等参数,改进了以往方法不考虑同化反应过程的缺陷,避免了用多个参数表示同化反应过程的不便.