铁水预处理脱钛热力学计算与实验分析

铁水预处理脱钛已被应用到实际生产中,铁水中的硅、锰、碳、磷在脱钛的同时都存在被氧化的可能.热力学计算和热模拟实验表明,铁水温度越低越有利于脱钛反应的进行.脱钛时,铁水中硅含量随钛含量的变化呈正比例下降,锰、磷含量变化与钛含量变化关系不大.铁水中碳的氧化主要受铁水温度影响,温度越高碳越容易氧化.要做到深脱钛,需要控制得到更低的铁水硅含量、更低的铁水温度以及抑制碳的氧化.     

铁水预处理中锰和磷的氧化

采用石灰系熔剂处理低硅、高锰,中磷铁水,以研究锰和磷的氧化。实验结果表明:在1573～1623K,铁水中[％Mn]>0.32时,锰比磷优先发生氧化;当[％Mn]<0.32时,磷比锰优先发生氧化。为了能顺利地进行脱磷,必须将铁水中的锰脱除到0.3％以下。通过热力学计算,从理论上也证实了上述锰和磷的氧化规律。     

包头铁水固氧提铌的工艺

提出了用固态氧化剂（轧钢铁皮或高品位铁精矿）从包头铁水提铌的工艺，简称铁水固氧提铌工艺。实验得到了固氧提铌最佳工艺参数：铁水温度为１３５０℃；Ｗ（氧化剂重量／生铁重量）为５％－１０％。探讨了非标准状态下，固氧提铌过程铁水中的Ｎｂ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃ和Ｐ的热力学行为，分析了氧化剂加入量对铁水温度的影响。     

转炉铁水预处理脱磷的基础理论分析

通过对转炉铁水预处理脱磷过程中选择性氧化的热力学和动力学分析,并结合首钢京唐公司300 t脱磷转炉的生产数据,研究熔池中铁、硅、锰、碳、磷的氧化过程,讨论影响磷在渣铁间分配比以及脱磷速率的主要因素.研究表明,将转炉铁水预处理温度控制在较低范围内（1 300～1 350 ℃）,选择具有合适碱度（1.7～2.5）和成渣快的造渣工艺,并结合高的底吹搅拌强度（≥0.2 Nm3/(t·min)）,这是实现脱磷保碳、提高脱磷速率、加快生产节奏的有效途径.     

铁水预脱铬一选择性氧化原理的应用

在本文中,讨论了铁水予脱铬的合理目标,介绍Cr-C选择氧化临界温度的计算方法,提出根据摇包脱铬的实际经验,估算的铁水予处理炉渣中Cr_2O_3活度系数的数据。据此拟订的在氧气摇包采用多段吹氧一空摇工艺的大致温度制度,用以指导铁水予脱铬实验室模拟试验和半工业性试验,曾得到很好的铁水脱铬保碳效果,获得了完全符合炼钢要求的半钢。在本文中还论证了在多段吹氧一空摇工艺中空摇的重要作用。     

熔分过程中铌、磷在渣铁两相间的分配比

以白云鄂博铌精矿经预还原后在电炉内熔分所形成的渣铁体系为研究对象,通过实验考察了熔分过程中铌、磷在渣铁两相间分配比的变化规律.结果表明,在本实验条件下,铌、磷的分配比随铁液中碳质量分数的增加而减小,当碳达到饱和时,铌氧化物会在渣铁界面处被还原为碳化铌,熔分终点w［C］应控制在342%以下;铌、磷的分配比随温度升高而减小,熔分温度可控制在1450℃左右;铌、磷的分配比随渣中FeO质量分数的增加而增大,熔分终点w(FeO)应控制在585%左右;铌、磷的分配比随熔渣光学碱度的升高而增大,添加MgO可明显降低磷的分配比.     

共生矿分离的基础理论研究——铌在铁液及钢渣中的热力学行为

我国包头矿中除稀土外,还含有丰富的铌化合物。但是铌的品位低、矿物种类多、颗粒细而且与铁、锰、磷等多种元素共生。给选矿分离带来很大困难。因此如何有效地把共生元素分开,经济地综合提取各个元素,这是理论和生产实际迫切需要解决的课题。但是迄今有关铌的热力学数据仍非常缺乏,尤其铌在铁液和渣中的热力学数据几乎是空白。 我组在魏寿昆教授领导下,自1978年以来先后完成了下列基础理论研究工作: (1)应用固体电解质氧电池技术测定了铌在铁液中活度,以及铌、锰、硅等元素对铁     

包头中贫矿铁水氧气底吹转炉提铌工艺研究——包钢二流程提铌试验联动流程单元之一

包头铁矿中含有铌(Nb_2O_50.12～0.65％),虽然品位较低,但总贮量较大(70万吨以上的金属铌),铁矿石在富选铁的过程中,铌损失于尾矿达60％。所谓二流程是将含稀土和铌较多的包头中贫矿直接入高炉冶炼,可以获得含稀土氧化物15％以上的高炉渣作为生产低磷稀土硅铁合金的原料,另外可以得到含铌较高(Nb>0.20％)的铁水,比一般选矿→高炉铁水含铌(<0.08％)高一倍以上,不仅有利于从铁水回收铌的后续工序,而且不经选矿因之大大提高铌的总回收率。     

高磷铁水预脱硅试验研究

试验研究了反应温度、氧化剂用量、脱硅渣碱度和铁水初始硅含量对高磷铁水预脱硅效果的影响.结果表明,铁水硅含量在加入脱硅剂后5 min内迅速降低;低温有利于脱硅,在反应温度为1 350 ℃时,铁水脱硅率达到94.32%;增加氧化剂用量,不仅能提高铁水脱硅率,还能提高铁水脱磷率;将脱硅渣碱度控制在0.6～0.8,既能提高铁水脱硅率,又能抑制锰的氧化,还可以改善脱硅渣的流动性、减少泡沫渣;铁水初始硅含量较高时,其脱硅率虽然得到提高,但终点硅含量也较高,且渣量大幅度增加.     

铁水预处理中钛硅锰同时脱除规律及工艺

通过钼丝炉上1kg铁水和感应炉上10kg铁水的实验,研究了铁水预处理时炉渣碱度和铁水温度对脱钛硅锰的影响,并系统的分析了其脱出规律.研究表明铁水中钛硅的氧化基本不受铁水温度和炉渣碱度的影响,锰的氧化受铁水温度和炉渣碱度的影响较大,低温、低碱度有利于铁水脱锰.当铁水温度T=1280℃,碱度R=0.44,铁水中钛硅锰可分别脱除至[Si]=0.011%,[Ti]<0.005%,[Mn]=0.024%,满足了高纯生铁对锰的指标要求.     

含铌铁水连续处理过程硅—铌分离氧化的数学模拟

作者从连续式反应器体系中,反应速度与反应介质在反应器内停留时间这一基本矛盾出发,用数学模型对含铌铁水连续处理脱硅阶段的硅—铌分离氧化过程进行模拟,同时预报铁水和炉渣中多个组元的行为,并对影响硅—铌分离程度的主要因素进行了分析讨论,由模型得到的结果与实际过程相吻合。     

正丁烷选择氧化反应制顺酐动态动力学模型的建立

在矾磷复合氧化物(VPO)催化剂上,对正丁烷选择氧化制顺酐反应进行动态动力学模型化研究.结合原位傅立叶漫反射红外光谱瞬态实验获得的正丁烷选择氧化制顺酐反应网络结果,对以变价金属复合氧化物为催化剂,按照氧化-还原机理进行的一类烃类选择氧化反应,提出一种考虑分子氧的解离吸附和吸附氧可逆转化且计及催化剂体相存在非线性扩散的动态动力学模型化的方法,并介绍模型的建立及求解过程.     

純氧顶吹轉炉的去磷研究

本文根据对40公斤純氧頂吹轉炉冶炼含磷0.5～0.7％生铁的試驗数据的分析,討論了冶炼終点时磷的平衡和影响去磷的一些因素。文章首先指出,純氧頂吹轉炉冶炼終点时去磷反应没有充分达到平衡。並提出下列参数作为制訂含磷0.5～0.7％生铁冶炼工艺制度的依据:t_(铁水)=1250～1300℃;(CaO/(Sio_2+P_2O_5))_終≈3.0;(∑FeO)_終≤25％;t_(钢水)≤1640～1650℃;[Si]_(铁水)≤0.5％;吹炼前期碳沸騰的控制职不使初渣中∑FeO含量低于25％为原則。     

FGH95合金粉末表面和颗粒间界的化学成分及析出相

用TEM+EDAX和AES分析了FGH95粉末颗粒表面和等静压坯的颗粒间界的化学成分及析出相。结果表明:氩气雾化粉末颗粒表面硫、氧、碳、钛的含量较高,并有TiC相析出。等静压后颗粒间界的碳化物是富铌的(Nb、Ti、No)C,颗粒间界硫和氧的含量大大降低。等静压过程中有少量磷向颗粒边界偏聚。     

基于多孔碳制备铌氧化物/碳负载铂氧还原电催化剂的实验设计

利用多孔碳(C)的限域作用制备了铌(Nb)氧化物-碳复合载体负载铂(Pt)作为氧还原反应电催化剂.该实验在多孔碳中形成铌氧化物和单质铜(Cu)的混合物(Nb O_xC@Cu),并以此作为载体,通过金属铜置换铂离子最终形成多孔碳/铌氧化物负载铂催化剂(Nb O_xC@Pt),并进一步探究了该催化剂对氧还原反应的催化性能.结果表明：所制备的Nb O_xC@Pt催化剂表现出优异的氧还原性能,其半波电位为878 m V,比活性为0.49 m·A·cm^-2,明显高于商业Pt/C催化剂.此外,该实验还发现在氢氩混合气中预处理样品可以明显提高催化剂的稳定性.该实验将新型结构的多孔碳/铌氧化物作为载体应用到电化学实验教学中,能开拓学生对电催化基础材料科学的认知.     

脱碳退火工艺对含铌Hi-B钢组织与织构的影响

借助红外碳硫分析及EBSD技术,研究了含铌Hi-B钢在不同脱碳退火工艺处理后的碳含量及织构变化。结果表明,当炉内气氛和露点温度一定时,含铌Hi-B钢中碳含量随着脱碳温度的升高而下降,随着保温时间的延长先下降,180s以后基本稳定;经850℃×180s工艺退火后钢样的脱碳效果最佳,钢中碳含量为0.0037%。退火试样中均主要含有{411}148、{111}112和{111}110织构组分,少量的Goss晶粒零散地分布在{111}112或{411}148晶粒之间。此外,有利于Goss晶粒异常长大的Σ9及Σ13b晶界的数量,随着脱碳保温时间的延长大致呈增加的趋势,随着脱碳温度的升高先增加后减少,即在840℃退火后出现极大值。     

农药废液中氧乐果及其中间体土壤吸附系数和降解速率的测定

针对农药厂高浓度铵磷废液中所含氧乐果及其合成中间体氧硫磷酯，测定了它们２０℃时在三种共试土壤中的吸附系数和降解速率。实验结果表明：它们在土壤中的吸附行为服从Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温附方程，２０℃时氧乐果和氧硫磷酯的吸附系数分别为９．６２、１１．５２、２１．３６和３３７２．６８、４３１７．８７、８１５３．７４，其吸附量随土壤有碳含量升高及分子极性的减少而增大。土壤中的降解表现上遵循一级反应动力学关系     

高磷铁水脱磷效率影响因素的研究

试验研究CaO-CaCl2-Fe2O3系脱磷熔剂组成、温度和处理时间对高磷铁水脱磷效率的影响.结果表明,温度为1 350 ℃时高磷铁水脱磷效果最佳;脱磷剂中当m(CaO)/m(Fe2O3)=1、时间为15 min时高磷铁水脱磷率ηP达到峰值;w(CaCl2)为20%左右、脱磷熔剂光学碱度Λ=0.7时,高磷铁水脱磷效果最好.所有炉次的高磷铁水脱磷反应在前5 min基本结束.     

利用炉气分析预报AOD炉终点锰磷含量

基于测得的一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气等气体的体积分数,依据反应平衡和质量守恒定律,并结合炉气分析模型所得到的炉内氧的积累,分别建立了预测吹炼终点锰、磷含量的数学模型. 通过对模型预测值和实测值进行分析比较, 该模型可以预测终点的锰、磷含量,为AOD炉终点锰、磷含量的预报提供了有用的参考.     

除有机物除磷系统中好氧反应时间参数优化

在序批式反应器中考察不同好氧反应时间(tAHR)条件下两段式厌氧氨氧化工艺中除有机物除磷系统活性污泥吸附有机物和磷的能力,以及相应条件下系统的稳定性。研究结果表明:当好氧反应时间为40~60 min时,系统对污水中有机物及磷的去除能力较强,污泥沉降性能良好,但胞内贮存物聚-β-羟基烷酸(PHA)与污泥碳含量随好氧反应时间的递增而缩短;当好氧反应时间为30 min时,系统对污水中有机物及磷去除效果较差,且系统发生严重的污泥黏性膨胀,不适合长期运行。综合考虑除有机物除磷系统在不同好氧反应时间下对有机物与磷的吸附效果、资源与能源回收的潜力及系统长期运行的稳定性,推荐tAHR=40 min为"两段式厌氧氨氧化工艺"中除有机物除磷系统的最优好氧反应时间控制参数。