曹朝真
,
郭培民
,
赵沛
,
庞建明
钢铁
通过CH4-H2-CO-H2O-CO2-O2煤气体系的热力学模拟计算,对焦炉煤气自重整技术进行了研究.结果表明:高温、高CH4含量以及低压有利于焦炉煤气自重整.在配氧量14%,反应温度850～900℃,体系压力为0.3MPa的条件下,对焦炉煤气进行自重整,则还原气平衡态组分中的氢气的体积分数可由60.0%提高到71.5%,CO体积分数可由8.0%提高到23.1%;气体的还原势为97.2%,还原气体总量约增加33%.
关键词:
焦炉煤气
,
自重整
,
直接还原铁
潘聪超
,
郭培民
,
赵沛
,
庞建明
钢铁研究学报
提出了用于估算典型离子化合物标准熵的双参数模型.此模型可以用来估算由碱金属、碱土金属与氧族元素和卤族元素组成的离子化合物的标准熵.模型通过回归求解给出了估算时各元素的估算参数值.由此模型估算离子化合物的标准熵时,平均误差为2.473J·mol-1·K-1,标准差为3.274 J·mol-1·K-1.模型估算误差符合正态分布,并且在与离子束缚模型等估算模型比较中显示了较高的精确度,优于现有的其他估算方法.
关键词:
离子化合物
,
双参数估算模型
,
标准熵
龙世刚
,
冯新华
,
庞建明
,
王思维
,
孙刘恒
,
任山
钢铁研究学报
废塑料软融温度低,一般为80～250℃,因此高炉喷吹废塑料时可能发生堵枪.为了防止堵枪,模拟高炉风温1 250℃,对不同种类不同粒度的废塑料在不同直径喷枪和不同固气比等条件下,进行了热态模拟喷吹实验.对堵枪机理进行了分析,结果表明,喷吹废塑料时发生堵枪的因素很复杂,塑料种类、粒度组成、喷枪直径、温度等都与堵枪密切相关.但是,合理的粒度组成和相适应的喷枪直径、合理的喷枪结构和材质以及合理的喷吹工艺制度是防止堵枪的重要措施.
关键词:
高炉
,
喷吹
,
废塑料
马登
,
郭培民
,
庞建明
,
赵沛
钢铁研究学报
建立了计算CaO-FeO-SiO2-Cr2Os-MoOs五元不锈钢渣系组元活度的热力学计算模型,并以此为基础,结合相应的热力学数据,分析了氧化钼的活度变化以及氧化钼的还原反应,由分析可知,氧化钼容易被钢液中的元素还原,并且钼元素在熔渣-钢液之间的分配比均在1×10-3以下,说明完全可以用氧化钼取代钼铁生产含钼不锈钢种,但在此过程中铬元素可能会有一定程度的氧化,因此在冶炼过程中需将一氧化碳分压(Pco/P0)控制在0.03以下,以减少铬的氧化.
关键词:
CaO-FeO-SiO2-Cr2O3-MoO3渣系
,
氧化钼
,
不锈钢
,
热力学
曹朝真
,
郭培民
,
赵沛
,
庞建明
钢铁钒钛
通过热力学计算,对不同模式下用氢气取代碳以减轻熔炼炉下部热负荷的可行性进行了研究.计算结果表明:对于现有的铁浴法熔融还原工艺,向铁浴炉下部喷吹氢气,不能降低还原区的热负荷;如果改变现有流程,通过减少喷煤量和增加氢气喷吹量,使C∶O小于1∶1能够达到减轻铁浴炉下部还原所需热负荷的目的;全氢熔态还原可以实现绿色冶金,但有待进一步开发.
关键词:
氢冶金
,
熔融还原
,
炼铁
庞建明
,
郭培民
,
赵沛
,
曹朝真
,
张殿伟
钢铁
用热重分析法研究了低温下不同粒度氧化铁的氢还原动力学，得出在同一温度下，铁矿粉粒度从107.5 μm降到2.0 μm后，由于粉体的表面积大幅度增加，提高了粉气接触面积，从而使得化学反应的速度提高了8倍左右，还原反应的表观活化能从78.3 kJ/mol降低到36.9 kJ/mol；当反应速度相同时， 粒度6.5 μm的粉体的反应温度比107.5 μm的降低了80 ℃左右。同时，通过理论推导和实验结果表明，当反应扩散层厚度相同时，铁矿粉粒度越小，反应扩散层厚度越薄,其还原率越高。
关键词:
低温;氧化铁;还原动力学;热重分析
庞建明
,
郭培民
,
赵沛
,
曹朝真
钢铁
用非等温热重分析法对氢气还原不同粒度细微氧化铁的动力学进行了研究。研究表明：铁矿粉粒度越小，起始反应温度越低，反应速度越快,反应达到平台期时所对应的还原率越高；平均粒度为3.5 mm的铁矿粉在400 ℃还原反应开始，700 ℃左右开始反应加快，达到平台期时的还原率为77%，而平均粒度为2 μm的铁矿粉在100 ℃已经开始反应，350 ℃反应加快，达到平台期时的还原率为98%，而且在600 ℃时还原率就达到了100%；铁矿粉粒度从3.5 mm降到2 μm后，还原反应的表观活化能从73.3 kJ/mol降低到30.46 kJ/mol；同时通过分析氢气还原氧化铁的反应机理得出，内扩散和界面化学反应均对整个反应过程起限制作用。
关键词:
非等温方法;氧化铁;动力学;热重分析
曹朝真
,
郭培民
,
赵沛
,
庞建明
钢铁研究学报
通过煤粉还原铁矿粉试验,研究了反应罐工艺模式下催化剂对煤基铁矿还原反应的催化规律.试验结果表明:通过配加催化剂的方式可以显著加快铁矿还原反应速度,其中向煤粉中加入催化剂的催化效果要好于加入矿中;增加催化剂配加量、降低反应温度和减小煤粉粒度均有利于改善催化剂的催化效果,适宜的催化剂配加量应小于5%,考虑到布料操作和反应效率的影响,煤粉粒度和添加催化剂后的反应温度应控制在0.074～0.15mm和1050～1100℃;此外,煤种对催化剂的催化效果也有较大影响,煤粉的固定碳含量越高越有利于催化剂发挥显著的作用.
关键词:
煤基
,
直接还原
,
催化剂
,
氧化铁
潘聪超
,
郭培民
,
庞建明
,
赵沛
钢铁研究学报
建立了不锈钢渣的CaO-MgO-FeO-SiO2-Al2O3-Cr2O3六元渣系活度模型.基于共存理论的活度模型得出了渣系中主要组分及复合氧化物在不同条件下的活度.结果表明,原渣系中的Cr2O3主要形成了不稳定的CaCr2O4,在自然环境中可以被氧化为酸溶性的CaCrO4,从而释放出强毒性的Cr6+,因此不锈钢渣具有潜在毒性.温度、碱度以及渣中MgO、FeO都对Cr2O3进入尖晶石相中从而实现稳定解毒有影响.通过调节渣系成分和处理条件能够基本实现含铬废渣的无公害化.
关键词:
不锈钢渣
,
六元渣系
,
活度模型
马登
,
郭培民
,
庞建明
,
赵沛
钢铁
研究了钼元素的氧化反应以及三氧化钼的还原反应,并分析了氧化钼的加入对AOD冶炼不锈钢过程以及不锈钢液成分的影响;在此基础之上,研究了严重影响钼收得率的氧化钼挥发问题,最后分别探讨了去碳保钼以及去碳保铬的热力学条件.通过上述的计算和分析,认为氧化钼接入AOD炉中直接还原冶炼不锈钢是可行的,但在加入时,需配入一定量的还原剂和固定剂,这样才能降低氧化钼的加入对钢液质量以及钢液温度的影响,同时提高钼元素的利用率并冶炼出优质不锈钢种.
关键词:
氧化钼
,
直接合金化
,
AOD炉
,
热力学
