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摘要:提出采用多孔转杯作为粒化器的硅铁合金离心粒化工艺.为了研究该工艺的可行性,采用不同转杯开孔孔径和转速对硅铁合金进行粒化试验并对试验后所形成的颗粒进行分析.结果表明,通过该工艺可得到球形度好、粒度均匀可控的合金产品,同时避免小于1 mm的细小颗粒产生;在本试验条件下采用开孔孔径为12 mm的转杯,转速为100~200 r/min得到颗粒平均粒径在10 mm左右,结果最佳;粒化后硅铁合金颗粒粒径为10~13 mm的硅铁合金吸氧率和氧化率分别为0.5%、0.14%,满足目前工业要求....
摘要:介绍了国内外铁合金的直接粒化技术,重点讨论了GRANSHOT工艺存在的问题.分析认为,铁合金的离心粒化和余热回收是未来铁合金直接粒化技术的发展趋势,是实现铁合金快速粒化、节能降耗的重要途径....
[专利] 发明专利 CN201710544724.6
重庆大学 2017-10-10
摘要:本发明涉及一种基于对数正态分布函数的烧结料层温度预测方法,包括如下步骤:S1:建立烧结废气温度和料层温度分布数学建模;S2:建立映射关系;S3:将烧结废气温度随时间变化的曲线带入烧结废气温度随时间分布的对数正态分布函数模型,得到烧结废气对应的对数正态分布函数特征值,再将烧结废气对应的对数正态分布函数特征值输入上述对应的映射关系中,得到预测的烧结料层对应的对数正态分布函数特征值,最后将预测的烧结料层对应的对数正态分布函数特征值带入烧结料层温度随时间分布的对数正态分布函数模型,即得到预测烧结料层温度曲线。该方法可以预测烧结料层温度变化规律,预测精度高,在工业应用上操作简单,适用型强,极易实施推广。
[专利] 发明专利 CN201611153065.5
重庆大学 2017-05-31
摘要:本发明涉及干法离心粒化法制备钒渣粉末,包括如下步骤,S1:对熔融状态转炉钒渣进行离心得到高温钒渣颗粒;S2:对所述S1得到的高温钒渣颗粒采用室温空气进行换热,收集换热后的钒渣颗粒,并收集换热后的热空气;S3:对所述S2得到的换热后的钒渣颗粒进行研磨,得到的钒渣粉末。钒渣非常坚硬,直接用破碎机进行破碎,能量消耗大,且破碎设备的使用寿命很低。干法离心粒化法直接将熔融状态转炉钒渣粒化成粒径0.5~3mm的钒渣颗粒,取代传统的大块钒渣破碎机破碎工序,不但能够得到尺寸更加细小的渣粒,同时能够大大降低能耗。
[专利] 发明专利 CN201611234333.6
重庆大学 2017-05-31
摘要:本发明涉及一种半钢生产铁粉的方法,包括如下步骤:S1:将冶炼高钛渣副产品半钢制成铁粉颗粒;S2:去除步骤S1中得到的铁粉颗粒表面的水;S3:将步骤S2得到的铁粉颗粒进行还原,得到铁粉饼;S4:将步骤S3得到的铁粉饼进行破碎、筛分及合批工序处理,得到满足粒度要求的还原用铁粉。本发明方法利用半钢生产还原用铁粉,无需增碳脱硫以及合金化等工序,不但大大降低了能耗,还极大地缩短了工艺流程,提高了生产效率。
[专利] 发明专利 CN201611235774.8
重庆大学 2017-05-10
摘要:本发明涉及半钢粒化法生产铁粉和蒸汽高效利用的方法,采用如下制备装置,该装置包括熔融半钢注入结构、旋转粒化系统、冷却系统、金属颗粒收集结构、冷却水收集结构和蒸汽收集结构;旋转粒化系统中熔融半钢注入转盘,通过驱动电机的驱动带动转盘转动,使熔融半钢粒化;冷却系统将粒化飞溅出来金属颗粒冷却;金属颗粒收集结构对下落的金属颗粒金属收集;冷却水收集结构对下落的冷却水进行收集,蒸汽收集结构用于收集雾化室中的蒸汽;半钢熔融半钢注入结构注入转盘,旋转粒化系统进行粒化,最后收集金属颗粒和蒸汽。该方法利用半钢生产还原用铁粉,无需增碳脱硫以及合金化等工序,不但大大降低了能耗,还极大地缩短了工艺流程,提高了生产效率。
[专利] 发明专利 CN201610658500.3
重庆大学 2016-11-16
摘要:本发明涉及一种采用循环空气为介质制备金属颗粒并回收热量的装置和方法,该装置包括旋转粒化系统、空气冷却系统、金属颗粒收集结构和气体收集系统;旋转粒化系统中熔融金属注入转盘,通过驱动电机的驱动带动转盘转动,使熔融金属粒化;空气冷却系统将粒化飞溅出来金属颗粒冷却;金属颗粒收集结构对下落的金属颗粒金属收集;气体收集系统用于冷却金属颗粒的热空气。该装置不再需要高压喷射介质来击碎金属液体流,大大降低了能耗和生产成本。金属颗粒制备方法使用前述设备,根据金属性质控制驱动电机的转速,根据金属颗粒跟空气的换热效果,调整空气喷嘴的数量和气流大小,最后收集热空气和金属颗粒。该方法简单易行,而且能耗低,节约了成本。
[专利] 发明专利 CN201610381122.9
重庆大学 2016-10-26
摘要:本发明提供了一种基于含钛高炉渣碳化提钛处理的碳化钛制备方法,以含钛高炉渣为原料,通过研磨、成球后,通过加热至1100~1300℃使得甲烷分解为氢气和炭黑,进而还原、碳化得到碳化钛粗品,再对碳化钛粗品进行磨细处理、除杂即可得到较为纯净的碳化钛产品,其流程简单易操作,并且由于甲烷分解得到氢气和活性很高的炭黑,氢气和含钛高炉渣发生气固反应,还原效率高,同时高活性的炭黑也极大的提高了碳化效率,使得整体反应效率提高,并降低了碳化温度,并且还将反应得到的尾气回收用作对密闭式碳化炉加热的气体燃料供给,从而有效的降低了能耗,更好地利用了现有含钛高炉渣资源,提高了含钛高炉渣的附加值,具有很好的工业应用价值。
[专利] 发明专利 CN201611081016.5
重庆大学 2017-02-15
摘要:本发明涉及一种提高钒钛磁铁矿烧结矿抗压强度的方法,包括如下步骤:首先焙烧剂的制备:褐铁矿和生石灰均匀混合,褐铁矿中三氧化二铁含量和生石灰中氧化钙含量的摩尔比为1:1;然后将试样压制成圆柱体块状样品,放置在高温硅钼炉中加热,空气气氛,使之充分反应,焙烧完成并冷却后,振磨成粉状,得到焙烧剂;其次钒钛磁铁矿强化烧结:将钒钛磁铁矿和焙烧剂均匀混合,两者的质量比为1.62‐2.76:1;将试样压制成圆柱体块状样品;放置在高温硅钼炉中加热,空气气氛,从室温升至1240℃,恒温10分钟。本发明在钒钛磁铁矿中配加一定量的褐铁矿和生石灰制成的焙烧剂,经烧结后发现其抗压强度相比于普通钒钛磁铁矿烧结矿提高显著。
[专利] 发明专利 CN201610381125.2
重庆大学 2016-08-31
摘要:本发明提供了一种含钛高炉渣干法粒化及甲烷碳化提钛处理装置和方法,该含钛高炉渣干法粒化及甲烷碳化提钛处理装置结构较为简单,简化了提钛处理工艺操作流程,生产实施和使用操作都较为简便,并且结合其含钛高炉渣干法粒化及甲烷碳化提钛处理方法,在实现对熔融液态的含钛高炉渣粒化加工的同时,利用含钛高炉渣的余热进行甲烷碳化并实现对含钛高炉渣的提钛处理,有效回收、利用高温液态含钛高炉渣的余热作为化学热,大幅减少了额外能耗的消耗,降低了对含钛高炉渣干法粒提钛处理的能耗和成本,很好的解决了现有技术中含钛高炉渣提钛处理工艺程序复杂、能耗和成本高的问题,具有很好的工业应用价值,可以在国内冶金企业推广应用。
摘要:介绍了国内外铁合金的直接粒化技术,重点讨论了GRANSHOT工艺存在的问题.分析认为,铁合金的离心粒化和余热回收是未来铁合金直接粒化技术的发展趋势,是实现铁合金快速粒化、节能降耗的重要途径.
[专利] 发明专利 CN201610381128.6
重庆大学 2016-10-26
摘要:本发明提供了一种镍铁合金干法粒化及甲烷水蒸气重整余热回收装置和方法,该镍铁合金干法粒化及甲烷水蒸气重整余热回收装置结构较为简单,生产实施和使用操作都较为简便,并且结合其镍铁合金干法粒化及甲烷水蒸气重整余热回收方法,在采用干法粒化法来更好的保证对镍铁合金的细化粒化效果的同时,还能够对态镍铁合金的余热通过物理法联合化学法的多级回收转化为甲烷水蒸气重整反应的所需资源,能够帮助提高对镍铁合金余热资源的回收利用率,从而有效解决现有技术中熔融镍铁合金的粒化加工难以满足不锈钢冶炼工艺要求、且其余热资源回收利用率低的问题,具有很好的工业应用价值,可以在国内冶金企业推广应用。
[专利] 发明专利 CN201610381126.7
重庆大学 2016-08-10
摘要:本发明提供了一种液态合金干法粒化及甲烷水蒸气重整余热回收装置和方法,该液态合金干法粒化及甲烷水蒸气重整余热回收装置结构较为简单,生产实施和使用操作都较为简便,并且结合其液态合金干法粒化及甲烷水蒸气重整余热回收方法,在采用干法粒化法来更好的保证对液态合金的细化粒化效果的同时,还能够对态液态合金的余热通过物理法联合化学法的多级回收转化为甲烷水蒸气重整反应的所需资源,能够帮助提高对液态合金余热资源的回收利用率,从而有效解决现有技术中液态合金的粒化加工难以满足后续合金冶炼工艺要求、且其余热资源回收利用率低的问题,具有很好的工业应用价值,可以在国内冶金企业推广应用。
[硕士论文] 邱杰
冶金工程 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:铁合金是炼钢过程中必不可少的添加剂,常用作合金剂、脱氧剂等,被称为钢铁工业的“味精”。目前炼钢厂对加入到转炉中的铁合金要求成分均匀、粒度适中(10mm左右)、形状规则(球形)、纯净度高(氧化率低、杂质少)等,然而传统铁合金粒化技术采用了破碎制粒工艺,得到的颗粒存在粒度不均匀、成分偏析严重、形状不规则等问题;此外,传统工艺会产生大量的粉尘,不仅污染环境,而且危害工作人员身体健康,处理这些粉尘也会增加成本。针对上述问题,国际上已开发了解决和部分解决上述问题的铁合金粒化技术,并且部分工艺已实现工业化生产,但对于这些工艺而言,仍然存在两大共性问题:大多数的粒化技术依然是破碎制粒,只是破碎的方式发生了改变,带来的问题还是未能解决;高温粒化工艺几乎都采用水冷的方式,虽然水的冷却强度高,但随之带来的合金氧化、环境污染、安全保障、余热利用等问题也不能有效解决。针对目前铁合金粒化存在的问题,本文提出了一种新的高温粒化工艺,并设计出了相应的粒化装置,通过实验研究与理论分析相结合的方法,对提出的新工艺粒化机制、颗粒形貌、粒度分布及其表面氧化状态进行了系统研究。在此基础上,建立了粒化合金熔滴的尺寸预测模型、飞行轨迹模型及其冷却过程模型,并将模型计算结果与实验结果进行了对比分析。此外,通过铁合金与不同材质的转杯进行粒化实验,对比分析了润湿性对铁合金粒化行为的影响规律。
  本研究主要内容包括:①在实验室条件下,采用多孔转杯作为粒化器的新型铁合金高温粒化工艺,得到的颗粒球形度好、粒度均匀,弥补了传统铁合金粒化工艺存在的不足,能避免粒径小于1mm的细小颗粒产生。②转杯转速和开孔孔径是影响铁合金颗粒形貌、粒度组成的重要工艺参数。采用石墨转杯,开孔孔径为10mm和12mm,转速在150~200rpm时,得到的合金颗粒平均粒径均在10mm左右,且粒径低于4mm的颗粒所占比例不超过10%,在本研究的实验条件下为最佳的粒化条件。③粒化合金颗粒的表面氧化程度与颗粒粒度及冷却介质有关。水冷条件下,随着合金颗粒粒度的增加,其氧化程度呈逐渐降低的趋势,表面氧化层厚度也呈减小的趋势;其中粒度范围在10~13mm的合金颗粒,吸氧仅为0.05%,氧化层厚度为16μm,符合炼钢厂对入炉铁合金粒度大、纯净度高的要求。同一粒度范围内,风冷得到的颗粒氧化程度低于水冷;粒度小于4mm的合金颗粒风冷吸氧0.07%,而水冷达到了0.13%;此外,风冷对于后续的余热回收具有方便快捷、效率更高等优点。④与硅铁合金原料相比,粒化后的硅铁合金显微组织更加精细,物相也相对均匀,说明本研究所提出的铁合金高温粒化新工艺可有效的改善硅铁合金铸块中的成分偏析问题。⑤通过实验观察和理论计算发现,硅铁合金多孔转杯粒化过程主要以线状分裂模式为主;通过 Rayleigh扰流理论构建了粒化合金熔滴的尺寸预测模型:此处为公式,模型计算结果与实验结果吻合较好;通过牛顿运动定律,构建了粒化熔滴的飞行轨迹模型:此处为公式,得到了合金颗粒的分布特性;通过牛顿冷却定律,构建了粒化合金熔滴的冷却过程模型:此处为公式,得到熔滴在飞行过程中温度随时间、风量的变化规律以及冷却时间与风量的关系。模型的建立对于粒化装置的工业化生产以及后续余热回收方法的选择具有一定的指导意义。⑥FeSi75合金与转杯的界面张力是影响铁合金粒化行为的重要因素之一,界面张力越大,则合金液在旋转粒化过程中越容易脱离转杯。FeSi75合金与石墨的润湿性很好,表观接触角仅在7.5°左右,而与氧化铝的润湿性较差,表观接触角在45°左右。在同一转速和开孔孔径条件下,与石墨转杯相比,氧化铝转杯得到的颗粒球形度更好、粒度更均匀,但平均粒径较小。因此,要获得球形度好的颗粒需选择润湿性差的材质转杯作粒化器,而要获得粒度大的合金颗粒需选择润湿性好的材质转杯作粒化器;考虑到氧化铝转杯的成本、易碎等问题,综合分析,目前采用石墨质的转杯进行铁合金粒化是经济、有效的选择。
[专利] 发明专利 CN201610659451.5
重庆大学 攀钢集团钛业有限责任公司 2016-11-09
摘要:本发明涉及一种金属颗粒制备装置和制备方法,该装置包括旋转粒化系统、冷却系统、金属颗粒收集结构和冷却水收集结构;旋转粒化系统中,熔融金属注入转盘,通过驱动电机的驱动带动转盘转动,使熔融金属粒化;冷却系统将粒化飞溅出来金属颗粒冷却;金属颗粒收集结构对下落的金属颗粒金属收集;冷却水收集结构对下落的冷却水进行收集。该装置由于不再需要高压喷射介质来击碎金属液体流,因此大大降低了能耗和生产成本。金属颗粒制备方法使用前述设备,根据金属性质控制驱动电机的转速,根据金属颗粒跟冷却水的换热效果,调整冷却系统中水幕的层数和水量,最后利用金属颗粒的余热自行烘干。该方法简单易行,而且能耗低,节约了成本。
摘要:利用法国Sataram公司型号为Setsys EvoTG-DTA1750 热分析仪,在升温速率分别为10oC/min、15oC/min、20oC/min 条件下对红土镍矿固相还原过程进行非等温多重扫描速率分析.针对不同升温速率下的热失重曲线曲线,分别采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法、Starink法以及Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法等不同的转化率法计算其活化能,利用Malek法确定机理函数,分析了红土镍矿固相还原机理.结果表明:红土镍矿失重率与加热温度密切相关,而升温速率对其影响很小;依照红土镍矿还原转化率,固相还原过程可分为0~40%、40%~70%、70%~100%三个阶段,平均反应活化能分别为71.19 kJ/mol、140.38 kJ/mol和370.21 kJ/mol;实验曲线在转化率0~0.4 范围内与35号标准曲线重合性较好,所对应的函数为反应级数方程,机理为n=4,机理函数的微分形式f(α)= 1/4(1-α)-3;实验曲线在转化率0.4~0.7 范围内,并不与任一曲线重合性较好,说明在该阶段,红土镍矿还原过程的机理函数不止一种;实验曲线在转化率0.7~1.0 范围内与39号标准曲线重合性较好,所对应的函数为指数法则,机理为n=1,加速形α-t 曲线,机理函数的微分形式f(α)=α .
[专利] 发明专利 CN201610657062.9
重庆大学 攀钢集团钛业有限责任公司 2016-10-12
摘要:本发明涉及一种采用常压水冷方式制备金属颗粒的装置和制备方法,该装置包括旋转粒化系统、冷却系统和收集分离系统;旋转粒化系统中,熔融金属注入转盘,通过驱动电机的驱动带动转盘转动,使熔融金属粒化;冷却系统将粒化飞溅出来金属颗粒冷却;收集分离系统将冷却水和金属颗粒的混合物收集并筛分;该装置由于不再需要高压喷射介质来击碎金属液体流,因此大大降低了能耗和生产成本。金属颗粒制备方法使用前述设备,根据金属性质控制驱动电机的转速,根据金属颗粒跟冷却水的换热效果,调整冷却系统中的水量,最后利用金属颗粒的余热自行烘干。该方法简单易行,而且能耗低,节约了成本。
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