采用流化床和马弗炉,进行了流态化还原焙烧与静态堆积焙烧对比实验,前者还原焙烧时间和还原效率明显优于后者.以CO和N2分别作为还原气体和流体介质进行了流态化还原焙烧实验,考察焙烧温度、焙烧时间和还原气氛等对还原效率的影响.在焙烧温度800℃、焙烧时间3 min以及CO体积分数10%时,软锰矿中二氧化锰的还原效率大于97%.在此基础上导出了还原动力学方程,并证实还原过程由界面化学反应控制,求得表观活化能为38.817 kJ·mol-1

采用高温激光共聚焦显微镜原位观察和电子背散射衍射技术研究TiN粒子在低合金高强度钢模拟大线能量焊接热循环过程中晶粒细化效果.研究发现合理的Ti和N含量能形成大量细小弥散分布的纳米级TiN粒子,在焊接热循环过程中有效钉扎热影响区粗晶区奥氏体晶界,抑制晶粒粗化.同时,TiN附着在Al2O3表面析出,在冷却过程中有效促进针状铁素体形核,得到有效晶粒尺寸非常细小的由少量针状铁素体和大量贝氏体构成的复合组织

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

提出采用煤较低温度下选择性还原选铜尾矿中的铁, 还原球团磁选回收铁的技术, 并考察了还原温度、还原剂用量、还原时间、活化剂用量对选铜尾矿选择性还原回收铁的影响, 得出最佳工艺条件: 还原温度为1200℃, 还原剂用量为原料质量25%, 还原时间为2 h, 活化剂用量为原料质量5%;在最佳工艺条件下, 磁选精矿中铁质量分数超过90%, 铁回收率大于95%.借助X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电子显微镜等检测手段对原料、还原球团、磁选矿的矿相组成和结构进行分析, 揭示了铁矿相还原及金属相生成/融合演变规律: 升高温度促进金属相的还原、融合兼并和生长; 增加还原剂用量使金属颗粒的融合兼并变得更加普遍; 延长还原时间促进金属粒子的融合和铁橄榄石相的还原; 活化剂促进金属粒子的扩散和融合.金属颗粒的兼并生长促使其粒度增大, 粗粒金属颗粒在磁选工序裹夹带入磁选精矿的渣相量相对较少, 磁选精矿铁含量显著提高

采用CFX软件对皮江法镁还原炉内的烟气流动进行数学建模和仿真计算,研究镁还原炉内的烟气流动对炉子传热过程的影响情况.依据流动分析,给出了一些提高镁还原炉热效率的措施.结果表明:改善炉内流场是提高金属镁还原炉热效率的主要方向

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

本文用电化学方法研究了稀土元素Nd和La对工业纯铁中氢的渗透过程和扩散系数的影响。实验结果表明,随着铁中Nd或La含量的增加,氢的渗透过程减慢、扩散系数下降。固溶Nd和La原子是铁中氢的可逆浅陷井。固溶Nd原子与氢的结合能为4.4kcal/mol。当钕含量在0.082wt.%以下时,氢在铁中的扩散过程激活能为6.1kcal/mol。实验还测定了含Nd铁中氢的渗透过程激活能为8.7kcal/mol

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

分析了高温熔渣中碳还原氧化物的反应和传热机理,确定了还原反应产生气体量和时间的关系,进而给出了相应的内生气源发泡方程.介绍了计算发泡特性参数软件的特点和功能,特别是对确定消泡过程的开始时间进行了详细的讨论.将在10 kg感应炉测定含TiO2渣的实验结果,通过计算程序确定了内生气源引起发泡过程的特性参数

包头铁矿含有大量的铌,目前包钢提铌流程是钢铁冶金主流程的分支流程,其中高炉是火法还原富集铌的主要部分。实验研究发现,在高炉碳热还原过程中铌会被还原成碳化铌(NbC),并在渣铁界面形成NbC滞留带。由于滞留带的存在,阻碍了铌进入铁相,影响了铌的还原回收率。NbC在碳饱和铁液中有一定的溶解度,温度升高使溶解度增加,有利于提高铌的还原回收率