铁矿石移动床还原数学模型

本文在对铁矿石还原动力学特性进行了较详细的实验研究基础上,提出了一个移动床还原一维数学模型,模型描述了矿石还原度,气相成份、温度、压力等沿反应器轴向变化的规律。通过实验室规模的移动床还原实验证明此模型能正确反映铁矿石在移动床中的还原过程,实验测定值与模型计算值很好吻合。应用此模型能更确切地说明移动床还原过程的规律性,对改进高炉和直接还原竖炉的操作及设计反应器都有指导作用。     

铁矿石还原机理探讨

吸附——自动催化和离子扩散论理是铁矿石还原机理中两个基本的理论。本文运用结晶化学变化和传质原理,较详细地分析了这两个机理的实质,并导出了铁矿石还原过程的各个反应环节。这些环节能满意地解释铁氧化物的还原特性。     

铁矿石还原过程速率探讨

本文定义了还原反应速率的计算式。依据矿石失重实验数据可计算反应速率的大小及其变化关系，可分析矿石还原过程速率的限制性环节及矿石的还原性。     

铁矿石还原度检测自动化

铁矿石的还原度是其冶炼性能重要指标。本文论述“还原度检测自动装置”的设计原理及调试方法。研制无刀口式电子天平(微感量测重传感器),在高温下自动检测铁矿石还原反应瞬时的重量变化,进行连续动态自动称量,在5公斤荷重下具有毫克级的灵敏度。 装置内部研制有试样含氧量给定器及自动除法器电路,实现“参数输入”及“自动运算”的目的,对高温还原反应全过程作自动记录,在仪器终端记录绘画出“还原度—时间”函数曲线。曲线尺寸为200×180毫米,还原度测定误差为0.5％。     

建立数学模型的方法与步骤的探讨

系统分析了数学模型及其建立过程，借助实例详细说明了建立数学模型的具体方法与步骤，阐明了数学建模的方法论内涵．     

循环流化床铁矿石直接还原动力学

直接还原流程中,粘结失流是传统流化床应用的最大障碍·在铁矿石还原热力学计算基础上,在循环流化床的试验装置上进行热试验,通过调整影响循环流化床的条件因素,使循环流化床的工作状态达到最佳,在此基础上,研究和探讨循环流化床铁矿石直接还原过程的动力学条件·通过理论分析和大量实验,证实了循环流化床内铁矿石还原过程的控制步骤是颗粒表面化学反应,验证了全床还原率或平均还原率与平均反应时间的关系·     

铁矿石熔融还原速率的研究

对碱度有显著差别的两种矿石的熔融还原速度作了实验测定和比较，对产生速度判别的原因进行了分析和讨论，并得出了相应的结论。R     

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。     

铁矿石流化还原的气体利用率

通过试验求得铁矿石流化还原的开始失流温度及气体流速对它的影响。通过计算模型及试验数据得到了还原温度及气体流速对气体利用率的影响。结合两方面的工作分析了提高气体利用率的途径,讨论了降低熔融还原工艺总能耗的条件。     

临江羚羊铁矿石深度还原试验研究

针对原矿品位为34.79%的吉林临江羚羊铁矿石,进行了深度还原单因素条件试验;考察了还原温度、还原时间、料层厚度等因素对深度还原及磁选分离结果的影响.试验结果表明,还原温度、还原时间对深度还原过程的影响较大.在配煤过剩倍数2.0,还原煤粒度-1.5 mm和矿石粒度-2.0 mm的条件下,适宜的深度还原条件为还原温度1 275℃,还原时间50 min,料层厚度30 mm.在该试验条件下,获得了最终产品含铁质量分数93.05%,回收率85%,金属化率91.29%,达到我国炼钢用直接还原铁H92产品标准要求.     

基于数字图像处理的铁矿石深度还原评价方法

复杂难选铁矿石深度还原包含铁氧化物还原和铁颗粒长大两个过程,目前的评价指标金属化率仅能评价铁氧化物的还原程度,并不能对铁颗粒的粒度特征进行有效评价.为了建立完整的深度还原评价体系,将数字处理技术引入铁颗粒的检测过程,采用数码反光显微镜获取深度还原物料的数字图像,通过处理得到铁颗粒的二维特征参数,结合铁颗粒的球形特征,推导了铁颗粒累计粒度特性曲线的计算方法.实际应用试验表明,铁粉的分选指标和铁颗粒粒度的变化趋势保持高度一致,基于数字图像处理的铁矿石深度还原评价方法是可行的.     

循环流化床铁矿石直接还原过程动力学分析

循环流化床铁矿石直接还原是一项较新的工艺·建立了一个数学模型,用以描述床内的还原动力学过程,运用有关动力学理论,分析得出床内还原反应的动力学控制步骤为矿粉颗粒表面的化学反应,整个床内的平均还原率R与反应时间t的关系为R=5b3t3-75b2t2+45bt(b为常数)·     

气基预还原处理高铝铁矿石

使用气基预还原的方法对一种全铁质量分数为3082%,Al2O3质量分数为2332%的高铝铁矿石进行铝铁分离研究.研究结果表明:1#球团于900℃、还原气氛为70%CO(体积分数)+30%H2、还原时间为77min时得到最高还原率7713%;2#球团于950℃、还原气氛为70%CO+30%H2、还原时间为80min时得到最高还原率822%;另外,2#球团在900℃以上还原时所能达到的最高还原率很接近;综合考虑,两种球团的最佳预还原温度为900℃;配加消石灰后,可以破坏原矿中铁、铝、硅之间的嵌布关系.X射线衍射分析结果表明,在还原过程中,出现了难还原的Fe2SiO4相和FeAl2O4相,这是导致还原难以进行的原因.     

选择性催化还原脱硝反应器数学模型及仿真

针对国内选择性催化还原(SCR)脱硝技术尚未成熟,对SCR反应器中主要的化学反应建立了集总参数动态数学模型,其中分别建立了催化剂表面NH,的吸附-解吸附质量平衡模型、反应器中各气体成分的质量平衡模型以及总体能量平衡模型.利用MATLAB仿真语言工具开发了SCR反应器的动态仿真模型,进行了模型的稳态计算.并在仿真模型的基础上进行了NO;浓度、温度扰动下的仿真试验,试验结果趋势正确,分析结果表明建立的数学模型具有较强的实用性.     

转底炉直接还原工艺综合数学模型

为发展和深入认识转底炉直接还原工艺技术,建立了转底炉综合数学模型,该模型由转底炉本体热化学平衡、转底炉区域热平衡计算模型、余热回收模型、生球干燥模型、炉膛温度校核与尾气露点校核模型和转底炉流程模型组成.采用综合模型计算了该工艺流程的基本工艺参数.计算结果表明:煤气热值、废气排放温度和余热回收利用方案对整体能量消耗有不同程度影响,煤气发热值每增加50 kJ·m 3,理论燃烧温度提高22~25℃,煤气用量减少41~47 m3·t 1;空气预热温度平均每增加100℃,理论燃烧温度提高35~40℃,煤气用量减少90~103 m3·t 1.此外,应用此模型还可以计算任何原料和燃料等条件下的直接还原工艺参数,研究不同余热回收方案条件下的各个工艺参数的变化规律.     

富氢气体直接还原铁矿石及其碳沉积行为

焦炉煤气改质后可用于生产直接还原铁, 为炼钢提供优质的原料. 利用热重分析法, 研究了H₂ 与CO 物质的量比(H₂/CO)、温度对铁矿石球团矿还原速率及其碳沉积速率的影响. 实验结果表明: H₂ 的还原能力大于CO, 且随着混合气体中H₂ 含量的增加, 铁矿石球团矿的 还原速率增大; 当H₂/CO 比大于8/2 时, 增加H₂ 含量对还原速率影响减小; 在铁矿石还原 后期出现碳沉积, 且碳沉积速率随着H₂ 含量的增加而减小; 低温易于碳沉积, 但当温度高于 850 °C 时, 碳沉积得到抑制.     

重点钢铁厂铁矿石还原及焦炭气化的藕合反应

通过在模拟高炉温度和煤气成分变化的条下,对我国重点钢铁厂铁矿石还原及焦炭气化的藕合反应研究,阐明了焦炭气化与铁矿石还原与反应历程有关。分析预测高炉冶炼效果除考虑恒定温度和恒定煤气成分下焦炭与铁矿石冶金性能外,还应考虑焦炭与铁矿石藕合反应过程CO过剩量。研究表明宝钢、首钢、本钢、鞍钢CO过剩系数ηc较小,煤气利用好;包钢、重钢和梅山冶金公司ηco较大,煤气利用较差。     

铁矿石固态还原过程中吸硫的反应动力学

研究了铁矿石固态还原条件下，矿石吸硫动力学．用电子探针（ＥＰＭＡ）研究了硫在矿内的分布．结果表明，硫化氢与矿内金属铁的界面反应为吸硫反应的限制步骤．     

铁矿石在回转窑和固定床中还原速度式的推导与分析

导出并分析了铁矿石在回转窑和固定床中的还原速度式,确定了加快还原速度的条件,并提出提高煤气利用率的措施。