钢铁研究总院科技基金(04220700)
- 作品数：9 被引量：156H指数：8
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- 利用粉体纳米晶化促进低温冶金反应的研究被引量：20
- 2005年
- 研究了机械力作用下的铁矿粉粉体形貌的变化规律以及低温快速反应的机理。铁矿粉在磨细过程中,颗粒和晶粒都在逐步变细,当粉体的粒度小于20μm时,会出现少量的纳米晶粒;而当颗粒度小于1μm时,粉体的晶粒大部分为纳米晶粒。在细化过程中,晶粒发生畸变和位错,当部分晶粒的粒度小于100nm后,会产生大量位错,从而形成了许多活化中心,显著降低了反应的活化能。纳米晶赤铁矿粉的还原温度与传统微米晶粉体相比,反应温度可降低到800℃左右。反应温度的降低从热力学角度是因为反应物晶格畸变能和表面能的增加,从动力学角度则是因为反应活化能的降低和比表面积的增加。提出了纳米催化冶金原理,即在铁矿粉部分纳米晶化的同时,通化纳米催化剂的作用,纳米晶赤铁矿的还原温度可降低到600℃以下,比不加纳米催化剂的反应温度降低200℃左右。
- 赵沛郭培民
- 关键词：纳米晶机械化学
- 四元渣系CaO-FeO-SiO_2-V_2O_3的活度模型及应用被引量：15
- 2005年
- 根据分子离子共存理论建立了CaO-FeO-SiO2-V2O3四元渣系活度计算模型。计算结果表明,渣中V2O3的活度系数与实测值吻合。V2O3活度系数的影响因素主要为炉渣碱度和渣中氧化铁含量。冶炼含钒合金钢时,钒的收得率主要与冶炼钢种成分、炉渣成分和渣量有关,其中炉渣氧化铁的活度和渣量对钒的收得率影响显著。对于钒铁、V2O5和钒渣等合金添加剂用于冶炼含钒合金钢的计算表明,钒铁收得率最高,而钒渣的收得率最差,且只能用于冶炼微钒合金钢种。
- 郭培民赵沛
- 关键词：收得率
- 低温下碳还原氧化铁的催化机理研究被引量：31
- 2006年
- 通过碳的气化反应、气体还原氧化铁以及碳粉还原氧化铁试验,探明了氧化铁的催化还原机理。加入催化剂后,碳的气化反应速率和铁矿的还原速率提高,并表现出相似的变化规律,K_2O_3和Na_2CO_3的催化效果明显优于CaCO_3的催化效果。对于气化反应和氧化铁的还原反应,催化剂的加入等同提高了碳的活性,由于碳活性的提高,加速了碳的气化反应进行,促进了氧化铁还原中的间接还原反应和直接还原反应,最终加速了氧化铁的还原反应。
- 郭培民赵沛张殿伟
- 关键词：氧化铁碳
- 现代炼铁技术进展被引量：27
- 2006年
- 评述了国际上发展较快的几种主要非高炉炼铁工艺流程。COREX、FINEX和HISMELT等熔融还原流程可以避免炼焦工艺引发的环境污染。成熟的竖炉气基还原工艺是COREX流程工业化的重要保障,粉体流化床由于粘结等问题尚未完全解决和铁浴炉二次燃烧与炉衬侵蚀之间的固有矛盾注定了FINEX和HISMELT实现的难度远高于COREX流程。气基还原流程(MIDREX、HYL-III、FINMET)目前都要使用天然气资源,很难在我国得到发展。转底炉可使用低强度的含碳球团,给煤基直接还原流程注入新的活力,但其能耗高、生产效率低、产品质量差将会制约它的发展。我国自主研发的炼铁新工艺,即低温快速还原工艺,目前仍处于研究开发阶段,它能够实现低温快速还原反应,是一种能耗低、污染少、资源利用率高的新型绿色冶金工艺流程,具有良好的发展前景。
- 张殿伟郭培民赵沛
- 关键词：炼铁熔融还原绿色冶金
- 低温快速还原炼铁新技术特点及理论研究被引量：3
- 2007年
- 对低温快速还原炼铁新技术进行了理论基础研究,不但设计了新工艺流程,而且论述了新流程的特点。低温快速还原炼铁新流程分为气基和煤基两种流程,它们均具有低能耗、高效率和环境友好等特点。微米级铁矿粉具有纳米尺度的晶粒,纳米晶铁矿粉的储能使得反应温度明显低于微米晶粉体的反应温度。反应活化能降低与反应面积增加显著加快反应的进行。纳米晶催化反应进一步降低铁矿的还原温度和加快还原速度,可将气基和煤基的低温快速还原温度降至600℃和700℃以下。碳的气化反应依然是低温下碳还原氧化铁的限制性环节。
- 郭培民赵沛张殿伟
- 关键词：炼铁
- 低温非平衡条件下氧化铁还原顺序研究被引量：40
- 2006年
- 研究了低温条件下(<570℃)CO和H2还原氧化铁的动力学机理。结果表明:实际还原过程属于非平衡态过程,它的还原机理与还原气体的成分相关。当还原气体中CO(或H2)的含量不能满足Fe3O4+CO(H2)→3FeO+CO2(H2O)反应进行的要求时,氧化铁的还原顺序为Fe2O3→Fe3O4→Fe;如果还原气体成分满足此要求,Fe2O3→Fe3O4→Fe和Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe两种还原顺序将同时存在。
- 赵沛郭培民张殿伟
- 关键词：氧化铁还原动力学
- 低温快速还原炼铁新技术的理论基础及特点
- 本文对低温快速还原炼铁新技术进行了理论基础研究,设计了新工艺流程,以及论述了新流程的特点。微米级铁矿粉具有纳米尺度的晶粒。纳米晶铁矿粉的储能使得反应温度明显低于微米晶粉体的反应温度。反应活化能降低与反应面积增加显著加快反...
- 郭培民赵沛张殿伟
- 关键词：炼铁
- 文献传递
- 添加剂对氧化钼(MoO_3)高温挥发的影响被引量：9
- 2006年
- 实验表明,从600～1100℃加热5min时,单纯块状氧化钼(MoO3)挥发率达30%,粉状氧化钼挥发率高达40%。CaO与MoO3反应生成CaMoO4,从而降低MoO3的活性,因此加入CaO可抑制氧化钼的挥发。随着CaO加入量的提高,氧化钼挥发率下降,当CaO加入量达20%时,氧化钼挥发率降至1.0%。白钨矿也能抑制氧化钼挥发,抑制效果低于CaO。AlO和SiO不能抑制氧化钼的挥发。
- 郭培民赵沛李正邦
- 关键词：MOO3CAO直接合金化
- 低温还原钛铁矿生产高钛渣的新工艺被引量：21
- 2005年
- 开发出一种低温快速还原钛铁矿生产高钛渣的新工艺,该工艺将钛铁矿和碳质还原剂(如煤粉)粉体的粒度磨细到10μm左右时,可在600℃左右实现快速还原反应将铁还原出来,冷却后通过磁选分离方式得到高钛渣和铁粉。该工艺具有冶炼温度低、能耗小、污染少等特点。同时研究开发出一种高效球磨机,可将钛铁矿粉体的平均粒度磨细到2～10μm,能耗低于100kWh/t,产量有望达到5～10t/h。
- 赵沛郭培民
- 关键词：钛铁矿高钛渣
- 从相图分析含钛高炉渣选择性分离富集技术被引量：29
- 2005年
- 应用相图分析了含钛高炉渣选择性分离富集路线,并评估了各种方法的经济可行性。对于钙系选择性长大分离富集路线,将炉渣成分调整到CaSiO3-Ca3Si2O7-CaTiO3区域,可保证钙钛矿相的析出。由于各物相的密度差较小,重选并不适宜。另外,富集渣的后序处理难度大、成本高。对于钠系选择性分离富集路线,采用一步调渣法路线难以取得较高纯度的富钛渣。钢铁研究总院提出了二步调渣法分离富集路线,既可得到较高纯度的富钛渣,又可利用硅资源,还可循环利用钠资源,为我国含钛高炉渣的的综合利用提供了一条环境友好、循环高效利用的绿色废物综合利用新流程。
- 郭培民赵沛
- 关键词：含钛高炉渣相图综合利用
