针对竖炉生产中存在的煤气还原势未能充分利用、煤气消耗量高以及二氧化碳排放高等问题,设计出一种上部增设吹氧装置的竖炉.基于物料平衡和热平衡建立了上部吹氧竖炉的静态模型,并对其进行了数值求解模拟和分析.模拟结果表明,在典型条件下,上部吹氧竖炉每吨直接还原铁的还原煤气量为1404.67m3,吹氧量为20.32m3,煤气出口还原势降至0.56,排碳量减少26.25%,能耗减少19.56%

通过观测水口结瘤物的结构和成分的变化,对AISI 321不锈钢小方坯浸入式水口的堵塞机理进行了研究.水口的解剖结果表明水口结瘤物主要由TiN、金属相以及渣相组成.通过计算建立了钢液及凝固过程中TiN的热力学模型.研究发现,TiO2过渡层的存在、较高的钛氮浓度积、不佳的钢水洁净度是导致结瘤物形成的主要原因.因此堵塞机理可以表述为,首先浇注过程中钢液中的[Ti]与耐火材料中的SiO2进行反应,TiO2过渡层会在浸入式水口内壁形成;钛氧化物的良好传热性能造成钢液温度下降进而导致TiN结瘤物的形成,且不佳的钢水洁净度则会进一步恶化钢水的可浇性;随着结瘤物的不断增长,最终导致水口堵塞

针对离子交换法处理氰化提金尾液时Fe（CN）64-的存在引起交换剂的\铁中毒\问题，采用Freundlich、Langmiur、准二级动力学方程以及范山鹰的扩散模型，从热力学与动力学角度研究了201×7树脂对Fe（CN）64-的吸附特性，并计算了相关热力学常数和表观活化能.结果表明：Fe（CN）64-在该树脂上的吸附能自发进行，且符合Langmiur方程和准二阶动力学方程，吸附初期表现为膜扩散，后期表现为空隙扩散.扩散到固定层中的Fe（CN）64-由于被树脂表面的官能团紧紧固定，导致负载树脂在硫酸脱氰过程形成Zn2Fe（CN）6和Cu2Fe（CN）6附着在树脂上，引起树脂的\铁中毒\，可通过选择性沉淀先除去Fe（CN）64-

同步充填留矿法因柔性隔离层的存在,其散体矿岩流动规律突破传统放矿理论的描述范围,因此开展柔性隔离层下单漏斗散体矿岩流动规律研究对于丰富放矿学理论具有重要意义.基于相似原理建立物理试验模型,以标记颗粒刻画出放出体和松动体形态,采用高清摄像机记录试验基础数据.基于试验数据,对柔性隔离层下单漏斗放矿放出体、松动体、空腔等演化规律进行分析.最高层位矿石未放出前,放出体呈完整封闭的近似椭球体形态;放出后,放出体呈现为陀螺体.最高层位矿石产生沉降前,松动体为完整封闭的近似椭球体形态;产生沉降后,松动体形态整体上呈喇叭状,喇叭状松动体上部为指数曲线,下部为近似部分椭球体.空腔在最高层位矿石产生沉降瞬间开始形成;隔离层边界与矿石层边界相切于空腔边界,切角随着隔离层下降深度的增大而增大,至散体自然安息角后保持不变,切点位置随着隔离层下沉由中间逐渐向两侧发展至放矿终止

针对难处理的鲕状高磷铁矿，提出了首先采用高气化性生物质木炭制备含碳球团，然后通过直接还原-高温熔分的方法，成功实现了该铁矿的除磷提铁.直接还原实验采用管式炉.考察了还原温度、生物质木炭加入比例（碳氧摩尔比）和气氛等条件对样品还原行为的影响，并确定了适宜的还原条件为温度1373 K、配碳量0.9、时间15～25 min以及气氛PCO2/PCO=1：1.在此条件下，样品的金属化率和残碳质量分数分别在75%～80%和0.69%～0.11%的范围内.通过对该金属化球团的X射线衍射和扫描电镜-能谱分析发现：还原后样品中的主要物相为金属铁、磷灰石和硅酸三钙；磷没有被还原而仍以磷灰石的形式存在于脉石中.高温熔分实验采用Si-Mo棒高温箱式炉.实验结果得到磷质量分数为0.4%的铁样.在熔分体系中进一步添加相对质量为2%～4%的Na2CO3，可以得到磷质量分数在0.3%以下的铁样.基于以上分析，证明了采用生物质木炭用于高磷铁矿的除磷提铁是可行的

结合冶金热力学和凝固偏析模型分析了Ti-IF钢凝固过程中TiN的析出特点.Ti-IF钢凝固前期钢液中TiN夹杂无法生成，固相中TiN源自低温固相析出；凝固固相分数达到0.64时，Ti、N组元在凝固前沿富集程度增加，凝固前沿固相中开始有TiN析出；凝固末期，Ti和N的富集程度进一步增大，固液相中均能有TiN析出.采用扫描电镜分析了TiN在铸坯中的分布，从铸坯表层到中心TiN数量和尺寸存在显著变化：从铸坯表层向中心方向TiN尺寸不断增大，平均尺寸从1-2μm增大到5μm，在距离表层70-80 mm处尺寸达到最大；在铸坯厚度中间位置，TiN尺寸较大，平均尺寸为5μm左右；在铸坯中心TiN尺寸又有所变小，平均尺寸为3μm左右；在铸坯表层TiN密集程度较高，在铸坯中间和中心TiN数量密集程度显著降低.IF钢铸坯中TiN析出时机及其尺寸和数量与Ti、N组元偏析和凝固冷却速度关系密切

通过对含W的S32760超级双相不锈钢不同温度时效热处理研究σ相的析出行为.用扫描电镜和透射电镜分析σ相的形貌和化学组成,并研究σ相对力学性能和耐腐蚀性能的影响.在850~1000℃之间,实验钢析出大量由Fe-Cr-Mo-W组成的具有正方结构的σ相,钢板强度和硬度高,塑性差,延伸率低于4%;1050℃时仍存在少量析出,虽然延伸率大幅度提高至31.1%,但冲击韧性离散度高,冲击功偏低;直至1080℃,σ相才能完全溶解至基体中,抗拉强度为640MPa,延伸率为35.5%,纵、横向冲击功平均值分别达到217J和110J.随时效热处理温度升高,点蚀电位提高,点蚀失重率不断下降,1080℃热处理的试样点蚀电位高达1246mV.该试样在50℃的3.5% NaCl溶液中腐蚀失重率也仅为0.005~0.007g·m-2·h-1

利用扫描电镜/能谱仪和透射电镜表征了残余元素Sn在C-Mn钢中的存在形式,同时考察了热处理温度对含Sn析出相类型的影响.结果表明:Fe-5% Sn中Sn以第二相形式在晶界与晶内析出;Fe-1.5% Sn-0.2% S中Sn以第二相形式在直径2~4 μm的球形MnS夹杂物上异质析出.透射电镜分析和热处理实验结果表明:在Fe-5% Sn及Fe-1.5% Sn-0.2% S中MnS夹杂上析出的含Sn第二相结构为四方晶系的FeSn2相

针对单个球团未反应核模型在研究多球反应体系中存在的局限性,首先基于单球团未反应核动力学模型,构建了等温固定床中多球体系下球团矿还原模型;然后通过引入无因次变量,得到方程的解析解,并且采用特征线法进行求解得到了方程的数值解;最后在中温管式炉中设计了等温固定床球团矿还原试验.实验结果与模型计算值有较好的吻合

通过对尾矿蒸压制品试块的强度测试、X射线衍射分析和扫描电镜观察,探讨了矽卡岩型铜尾矿-矿渣-硅砂-熟料-石膏体系的试块在静停期、高温高压蒸养阶段和出高压釜后的常温养护中发生的水化反应,研究了原料中钙质组分和硅质组分掺量变化对反应生成水化产物的种类和数量以及这些水化产物对试块强度的影响.发现蒸压制品制备过程中各个阶段的强度取决于生成的水化产物种类和数量,而水化产物的种类和数量主要取决于原料中钙质组分的含量和硅质组分的含量及存在形式