一、研究还原过程的意义 金属元素在自然界很少以单质形态存在。有色金属矿物大多数是硫化物或氧化物 炼铁所用矿物及很多冶金中间产品主要是氧化物形态 钛、锆、铪等金属的冶金中间产品为氯化物。还原反应在从这些矿物提取金属的过程中起着重要作用

对转炉采用石灰石造渣炼钢引起硅挥发的原因进行了分析，通过热力学计算得到了高碳低温铁水面上SiO稳定存在的温度及气氛条件.分析结果表明，标准状态下，铁水中各元素与CO2的氧化反应中，SiO生成反应只在火点区附近可以进行；温度为1400~2300 K时，使得SiO稳定存在的pCO/pCO2随温度升高逐渐降低，该气氛条件相当于pO2在10-25~10-13数量级；在2 min内加入石灰石的条件下，[Si]挥发时的pSiO大致在10-2数量级，与实际生产中大致相同

通过分析传统球团料在还原罐内的温度分布,提出了以改进布料方式缩短硅热法炼镁还原周期的必要性.研发了一种新型炼镁料块,运用FLUENT软件对料块的传热过程进行数值模拟,分别研究了料块的高度、外缘高度、内孔直径、上下面直径、凹槽直径和凹槽个数对料块传热过程和镁产量的影响.发现当料块的高度为100 mm、外缘高度为50 mm、内径为100 mm、上下面直径为200 mm、凹槽直径为50 mm和凹槽个数为8个时,单炉镁产量最高为318 kg·h-1,较传统球团料提高43.9%,吨镁煤气消耗量降低了30.5%.通过实验得出料块内部的温度分布与数值模拟的结果一致,说明数值模拟的模型是可靠的

第一章装置概况 第一节工艺流程简述 第二节主要设备工艺控制指标 一、闪蒸塔T-101 二、常压塔T-102 三、减压塔 四、常压炉F-101,减压炉F-102,F-103 第三节主要调节器、仪表 第二章装置冷态开工过程 第一节开车准备 第二节冷态开车 第三章装置正常停工过程 第一节降量 第二节降量关侧线阶段 第三节装置打循环及炉子熄火 第四章紧急停车 第五章事故列表 第一节原油中断 第二节供电中断 第三节 循环水中断… 第四节 供汽中断 第五节 净化风中断 第六节 加热炉着火 第七节 常压塔底泵停 第八节 (常顶回流阀)阀卡10% 第九节 (减压塔出料阀)阀卡10% 第十节 闪蒸塔底泵抽空 第十一节减压炉息火 第十二节抽-1故障 第十三节 低压闪电 第十四节高压闪电 第十五节原油含水 第六章评分细则 第一节评分规则 第二节冷态开车质量评分 第七章下位机画面设计

利用氧气吹炼镍锍直接得金属镍,其关键在于去锍保镍。本文利用选择性氧化原理,提出氧化转化温度的概念。热力学分析指出,去硫保镍的条件是:1、镍锍熔体用O2开吹的温度必须超过该组成硫、镍氧化的转化温度;对含硅20-25%的镍硫,其开吹温度不能低于1350-1400℃。2、随着熔体中硫含量的减少,相应地硫、镍氧化的转化温度随之增高。吹炼操作必须迅速进行,以保证熔池温度上升的速度永远高于转化温度增高的速度。硫、镍氧化的转化温度可用一步法按下列反应[S]+2NiO（s）=2[Ni]+SO2进行计算。热力学分析又指出:1.镍锍内含铜全部留在熔体之内,在吹炼过程中不被氧化。2.镍锍中的铁最易被氧化,但当降低到0.8—1.0%后即不能被氧化而以残铁留在熔体之内。3.镍铳含钴如小于1%也将留在熔体之内。通过在卡尔多斜吹旋转炉进行的半工业吹炼实验,在采用上列热力学推论得出的去硫保镍条件下,硫能顺利地降到1—2%,充分地证明了理论成功地指导了实践,克服在初期探索性试验中遇到大量镍氧化的困难。在吹炼末期,由于熔体中硫的扩散速度减减慢,熔池表面逐渐有NiO层累积。采用不吹氧空转还原,可进一步去硫而提高镍的回收率。镍的直接回收率大于90%,而总回收率大于95%。镍的主要损失来自高温下镍及其氧化物的挥发熔体中残铜、残铁及残钻的存在也通过实验予以证实。动力学分析指出，熔体中硫的扩散是脱硫反应的控制性环节。硫的传质系数β及扩散系数D与温度T的关系式分别为：\\[\\begin{array}{l}{\\rm{\\beta = 8}}{\\rm{.30e \\times p(}}\\frac{{{\\rm{ - 25000}}}}{{{\\rm{RT}}}}{\\rm{)}}\\\\{\\rm{D = 8}}{\\rm{.30 \\times 1}}{{\\rm{0}}^{{\\rm{ - 2}}}}{\\rm{e \\times P(}}\\frac{{{\\rm{ - 25000}}}}{{{\\rm{RT}}}}{\\rm{)}}\\end{array}\\]镍锍是火法冶金提镍的中间产物。从镍锍提制金属镍通常采用两种方法:(1)直接电解;(2)

基于国内转底炉直接还原炼铁在起步阶段亟待解决的热工系统问题，分别以系统分析、热模拟实验和数值模拟为手段，对转底炉分段热工参数进行了研究.建立了转底炉冶金模型和热模型（涉及变量83个、参数20个），模拟计算结果表明，每生产1t金属化球团，需铁精粉1213kg，消耗煤粉283kg、煤气615kg.基于转底炉分区域系统分析，分别进行了预热段、加热段、还原段条件下的热模拟实验研究，确定出不同工况下（nC：nO=0.8~1.2）含碳球团于各段的实时还原进度，并依据含碳球团自还原吸热与热工参数的匹配，确定出各段燃料供应参数.使用Fluent模拟软件对分段热工参数进行了验证，结果表明分段热工参数设计合理，能有效实现转底炉的分段职能，为转底炉的优化设计提供了基础

电弧炉炼钢以废钢为基本原料，熔清后磷含量波动大，且受炉型结构限制，反应动力学条件差，深脱磷困难；全废钢冶炼熔清碳含量低，熔池内C–O反应缺乏，气泡产生数量少；且吹氧强化搅拌造成渣中FeO含量高、钢液易过氧化。电弧炉熔池内气–固喷吹冶炼新工艺，通过向熔池内部直接喷射石灰粉或碳粉，有效解决上述问题。本文通过数值模拟和水力学模拟实验研究了金属熔池内埋入式气体喷吹和气–固喷吹的冲击特征规律。熔池内射流水平和竖直冲击深度随气体喷吹流量增加而增加，而当气体喷吹流量一定时，随着喷枪安装角度的增大，熔池内射流竖直冲击深度增加，而水平冲击深度减少。同时发现，粉剂颗粒提高了气体射流的冲击动能，增加了气体射流的冲击穿透深度

以250t底吹氩钢包为原形，根据相似原理进行水模型实验，研究了不同透气砖布置参数、吹氩量、加料位置及透气砖透气性能变化对精炼效果的影响.结果表明：0.75R（透气砖在距钢包底部中心为0.75倍钢包底部半径R的位置）的双透气砖布置较0.64R、0.5R混匀时间短，但对包壁的冲刷严重；双透气砖大夹角（135°、180°）布置比小夹角（45°、90°）混匀时间短，0.64R-180°的双透气砖对称布置方案最优.在透气砖上方或双透气砖连线中垂线区域内添加物料，混匀时间最短；吹气量控制在67~70m3/h之间，可充分利用气体的搅拌能量，满足混匀时间短且不会产生卷渣的洁净钢精炼要求；透气砖堵塞较双孔正常吹气混匀时间延长，顶部钢液形成两个大小不一的裸露亮圈，并加重对包壁耐材的冲刷与侵蚀，降低钢液的混均效果及钢的洁净度

利用熔融还原法进行了闪速炉水淬镍渣提铁的实验研究,探讨了熔渣二元碱度、反应温度和反应时间对提铁效果的影响.XRD测试结果表明水淬镍渣由正硅酸铁FeO·SiO2和玻璃态物质组成.镍渣中的氧化铁主要以FeO·SiO2的形式存在,通过常规的选矿方法很难实现铁氧化物的富集,故采用熔融还原方法进行镍渣提铁实验.实验结果表明增加配合料中CaO的加入量、提高反应温度以及延长熔制时间都能不同程度地提高镍渣中铁的还原率.通过比较1450~1600℃范围内各反应温度下不同类型还原反应的Gibbs自由能,镍渣熔融还原过程的主要反应形式为(FeO)+C(S)→[Fe]+CO↑.本实验确定的最佳配方组成为:镍渣100g、CaO34.7g、CaF24.04g和焦炭8.5g;最佳反应条件为1500℃熔制180min.以上条件下的渣铁分离效果较好,铁还原率达到96.32%

基于热力学计算结果,通过配碳还原-熔分工艺,从不锈钢粉尘中选择性分步提取了Cr、Ni和Zn重金属元素.配碳还原实验结果表明,不锈钢粉尘的最佳配碳量为20%,粉尘中Fe、Ni和Zn的最低还原温度为1050℃,Cr的最低还原温度是1 400℃,与热力学计算结果一致,通过控制温度实现了对粉尘中金属的选择性分步还原.直接还原熔分实验说明,Fe-Cr合金最佳熔分温度为1550℃,粉尘中金属以Fe-Ni-Cr合金形式被提取出来,渣金分离状况良好,反应时间5min时金属提取率已达到75%左右,15 min时Fe和Cr收得率达到85%以上,Ni超过90%.通过控制配碳量、还原时间与反应温度,在不改变现有工艺的条件下,不锈钢粉尘直接返回炼钢主流程回收其重金属完全可行