一、微波加热在含碳球团中应用的研究（论文文献综述）
高国锋[1]（2020）在《褐铁矿球团焙烧优化条件与还原特性研究》文中提出钢铁工业是世界上能耗最大的制造业之一,占我国钢铁工业生产总能耗的50%～70%。铁矿石和焦炭是钢铁生产的主要原料。由于需求的逐渐增加及多年开发利用,优质铁矿石和焦炭进一步减少。另一方面,传统高炉对矿石品位要求较高,大量低品位矿石不能恰当利用,且工艺流程长,投资规模大,能源消耗高,污染严重,影响了钢铁工业的良性可持续发展。近几年,国内外专家在实验和理论上已经对CO、H2和CO-H2混合气氛中铁矿石的机理和动力学进行了大量研究。但是,前人的研究大多针对磁铁矿及赤铁矿的还原过程,对褐铁矿还原过程的研究却很少。因此,研究褐铁矿球团直接还原性能变得十分重要。本文以贵沙褐铁矿为例,研究褐铁矿球团的焙烧性能和直接还原性能,研究结果为褐铁矿的应用提供了基础,主要研究工作和成果包括以下几个方面:（1）采用响应曲面法对纯褐铁矿球团进行优化实验设计。得到球团抗压强度最佳焙烧工艺为:膨润土含量1.479%、焙烧温度1557.684 K、焙烧时间18.870min。最佳条件下的纯褐铁矿球团抗压强度为1431.8 N/P,此球团可应用于2000m3以下的小型高炉。（2）研究褐铁矿球团在H2、CO和两种气体混合气氛的等温还原机制。实验结果表明,球团颗粒的还原度随着还原时间和还原温度的增加而增大。还原时间随H2/（H2+CO）比值的增加和温度的升高而减少。在整个还原过程中,动力学结果表明,气体还原过程的早期受界面化学反应控制,后期受扩散控制。SEM结果表明,在H2气氛中还原的颗粒具有大量微孔,更有利于反应还原的进行。（3）以焦炭和还原性气体（CO和H2）作为还原剂,研究褐铁矿含碳球团的还原特性与变化规律。经研究结果表明,球团还原度随着温度的升高逐渐增大。C/O摩尔比在N2气氛中对球团还原度影响较大,在CO和H2气氛中则不会产生明显影响。且最大还原速率随着温度的升高而升高。还原反应在N2气氛中反应最难进行,在CO气氛中反应最容易发生。采用EPMA和XRD对球团矿微观进行分析发现,在N2气氛中还原的球团矿孔隙度最小,在H2气氛中还原的球团孔隙度最大,更有利于气体的扩散。（4）研究了温度、气氛和C/O摩尔比等因素对褐铁矿球团还原过程体积变化的影响。结果表明,不同还原气氛下褐铁矿球团的还原配置指数相似。褐铁矿球团随着还原度的升高球团矿的还原膨胀系数先升高后降低,随温度的升高而增大,随着CO/（CO+H2）的升高而增大。含碳球团在CO和H2气氛中随着C/O摩尔比的升高收缩系数逐渐增大,随着温度的升高颗粒收缩系数逐渐增大,在CO气氛中当温度小于1240K时,含碳球团会发生膨胀。
黄云[2]（2020）在《冶金粉尘含碳球团高温还原的强度及传热特性研究》文中提出随着钢铁工业的急剧发展,冶金粉尘的数量迅速增加,如果对这些粉尘没有处理好,不仅会造成资源的巨大浪费,还会造成环境的严重污染。目前转底炉技术处理冶金粉尘应用最为广泛,其金属化球团产品主要用于高炉生产,提高金属化球团的强度就显得格外的重要;同时金属化球团的生产是一个高耗能的过程,如何提高含碳球团的传热条件以节省金属化球团生产过程中热能的消耗则成为了一个重要的研究课题。本文着重围绕金属化球团的传热以及其抗压强度展开了研究。为了得到较高强度及传热条件好的金属化球团,首先从理论入手,介绍了冶金粉尘含碳球团在还原过程中,铁氧化物还原和氧化锌还原的热力学;对于氧化性气氛中含碳球团的还原特性,利用双向气—固反应动力学模型进行了分析。然后通过实验系统地研究了碱度对球团抗压强度和熔点的影响,以及球团的焙烧温度和焙烧时间对金属化球团抗压强度的影响;接着对焙烧过程中,球团的体积收缩和失重进行了研究,其中包括焙烧温度和焙烧时间对球团体积收缩和失重的影响,以及碱度对球团体积收缩的影响。对于球团在还原过程的传热特性研究,本文先以某钢厂的冶金粉尘为实验原料,通过圆柱体模具对冶金粉料进行压块,利用温度采集系统对球团传热进行了实验研究,讨论了不同炉膛温度以及不同粉料碱度对球团传热的影响。最后通过建立三维圆柱体球团传热数学模型,对球团在还原过程的传热过程进行了仿真并利用传热实验对模型进行验证。通过研究得出以下主要结论:（1）金属化球团的抗压强度随着焙烧温度和焙烧时间的增加呈先增加后减小的趋势,当焙烧温度为1270℃,焙烧时间为22min时,金属化球团有较高的强度。当球团碱度小于1.2时,金属化球团的抗压强度随着碱度的增加而减小;当球团碱度大于1.2后,金属化球团的抗压强度又逐渐增加。（2）在不同炉膛温度的传热实验中,炉膛温度越高,球团传热速率会逐渐增大,圆柱体球团1/2高处的中心截面上,表面点、1/2半径点和中心点温度达到与炉膛相接近所需的时间越短,球团截面上各点间的温差会逐渐增大。当炉膛温度为1200℃,传热进行到22min时,球团表面点、1/2半径点和中心点的温度为别为1180.2℃、1161.2℃和1117.9℃。（3）在不同碱度焙烧实验中,随着球团碱度的增加,球团传热速率会逐渐降低,圆柱体球团1/2高处的中心截面上,表面点、1/2半径点和中心点温度达到与炉膛相接近所需的时间越长,球团表面与内部的温差会逐渐增大。传热进行到22min时,不同碱度的球团1/2高处的中心截面上,其表面点温度相差不大,都在1180℃左右,球团1/2半径点和中心点的温度随着碱度的增加而降低。
代林晴[3]（2019）在《微波场中碳热还原含铁原料基础及小规模试验研究》文中研究指明近年,全球都致力于减少温室气体排放和降低能源消耗,这引起了钢铁从业者在科学和工业上对直接还原铁技术研究的热潮。直接还原铁是通过从固态含铁原料中去除氧而产生的。基于我国煤炭资源丰富、天然气资源短缺的特点,煤基直接还原技术是发展方向。利用微波加热设备投资少、占地小、易于安装、控制和移动的特点,将微波加热技术应用到直接还原铁技术,能实现移动工厂的生产方式,在减排降耗的同时,也为快速占领、小规模开采资源,缩减运输成本带来便利。本文以铁精矿和氧化铁皮混合料作为含铁原料,无烟煤作为还原剂,采用微波加热,开展了碳热还原含铁原料的基础研究和小规模试验研究。本文的主要研究内容如下:1.研究了铁精矿、氧化铁皮、无烟煤在微波场中的升温特性和介电特性,获得微波场中物料升温速率变化情况及随着温度的升高,氧化铁皮、无烟煤配比对介电特性影响的规律;随着温度的升高,微波在料层中穿透深度的变化趋势总体是降低的,微波穿透混合料层深度范围为2.15cm75.99cm,为微波还原小规模试验设备的设计提供了依据。2.开展了微波加热还原含碳铁原料过程研究,铁氧化物的还原仍然遵循Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe的还原顺序,且物料的主要还原反应在750℃900℃这个温度范围;通过动力学研究得到常规加热温度在800℃950℃,反应分数为6.94%24.73%,反应表观活化能为155.66kJ/mol,而微波加热温度在600℃750℃时反应分数已达33.61%45.22%,反应表观活化能为58.33kJ/mol,与常规加热的表观活化能相比显着降低,所以微波加热能加快反应速率,降低反应表观活化能。3.系统开展了微波场中碳热还原铁原料工艺研究,得到还原温度、还原时间、煤粉配比、氧化铁皮配比和脱硫剂配比对还原产物品位和金属化率影响规律,当铁精矿∶氧化铁皮=40∶60,煤粉配比22%的混合料在还原温度1100℃,还原时间60min条件下能得到铁品位为78.36%,金属化率为96.65%的产物,为小规模试验研究提供了重要的工艺参数。4.对微波场中碳热还原铁原料的小规模试验设备主要组成部分进行了分析和设计,加工了一套小规模试验设备,该设备的特点在于微波源分别分布在腔体上侧和下侧,还原前段微波从腔体下侧加热,还原后段微波从腔体上侧加热。5.系统开展了微波加热获得直接还原铁的小规模试验。首先通过静态小规模试验,掌握物料在设备腔体内的升温情况,获得适宜的料层高度、还原时间、还原剂用量;然后通过动态小规模试验,在铁精矿∶氧化铁皮=40∶60,煤粉配比25%,还原温度1100℃,料层高度为40mm,同时加热还原6盘混合料的试验条件下,得到铁品位为91.40%,金属化率为92.76%的直接还原铁,还原工艺周期为375min,还原工艺时间缩短了91.1%,微波能热效率为75.39%。此外制定了合理的微波还原操作制度,为微波加热生产直接还原铁的进一步工业化提供了重要参考。
金永丽[4]（2019）在《含铁矿物低温还原的磁场强化机制》文中提出针对低品位、复合共伴生矿产资源利用率低的现状,应用“低温还原-磁选或熔分”思路,将铁与其他有价元素进行分离。为了提高低温还原的反应效率,本文首次提出将稳恒磁场作用于铁矿还原过程,以期实现磁场对铁矿还原的强化作用,为开发低品位、复合共伴生铁矿低温磁场强化还原技术提供理论基础与技术支持。基于经典热力学模型、固态相变理论及磁能理论,将磁能引入含铁矿物固态还原过程,提出了磁能反应热力学模型、磁能形核热力学模型。发现磁场能够影响化学反应的平衡状态,是诱导新相克服临界形核功的有利条件,其影响程度取决于磁场强度、不同价态铁氧化物的电子结构以及与外加磁场的相互作用。对Fe2O3→Fe3O4和FexO→Fe反应,磁场降低了反应的吉布斯自由能,提高了平衡常数,而对Fe3O4→FexO,磁场则降低了反应的平衡常数。磁场能够降低金属铁的临界形核半径,在低还原温度条件下磁场促进形核的效果更为显着。另一方面,从磁介质力磁效应的热力学分析指出,磁场增大了铁氧化物的晶格常数,使其晶体产生膨胀。采用等温失重实验,研究了磁场作用下铁氧化物的反应特性,从反应效率、物相组成、组织形貌等方面,对铁氧化物逐级还原过程中磁场的影响进行评价。研究发现,施加磁场可以显着提高氧化铁还原的反应效率,缩短还原时间。对Fe3O4→FexO反应,当还原度达到96%时,反应时间仅为无磁条件下的1/2;对FexO→Fe反应,t=10min时,金属化率是无磁条件的2.26倍,金属化率为70%时,还原时间则缩短了60min。磁场的作用强度随着反应温度、反应时间增加而减弱,即在低温和反应初期时磁场对铁氧化物固态还原的促进作用更为显着。磁场作用下铁氧化物的还原按照Fe2O3→Fe3O4→FexO→Fe的顺序进行,还原样品结构疏松,且在致密反应物内部有少量新相呈点状生长。在气固反应动力学模型的基础上,分析了磁场条件下铁氧化物还原的反应动力学。发现磁场对铁氧化物还原的强化作用,主要是通过提高界面化学反应速率,改善气体扩散动力学条件来实现的。在Fe形成过程中,温度750-850℃范围内,施加磁场反应速率常数增大了9%-27%,气体在多孔介质中的扩散系数增加了17%-85%。可见,磁场对降低还原气体内扩散阻力的作用更明显。基于经典形核理论和扩散理论,对反应物活化分子浓度和Fe原子扩散展开讨论,探索了磁场对Fe原子形核生长动力学的影响,并从晶体结构变化的角度分析了磁场对Fe形核生长取向的影响。研究表明,磁场显着增加了反应物活化分子浓度,在FexO→Fe的转变过程中,参与反应的FexO活化分子浓度增加了近2个数量级。磁场是通过降低空位形成能,增大空位浓度,从而促进Fe原子的扩散,与常规条件下的情况相比,施加磁场Fe原子扩散系数增加了29%,扩散激活能为72.55KJ/mol。这证明稳恒磁场加快了Fe原子的形核速率,促进了金属铁层的生长,有磁和无磁条件下,Fe形核速率比（35）I与还原温度T（℃）的关系式为（35）I（28）65.402e（7）-.0002T（8）。从Fe晶体结构而言,磁场作用下,浮氏体在{100}晶面优先析出?Fe晶核,与常规冶金条件相一致;?Fe的生长方向由<100>方向优先生长逐渐向<100>、<101>和<111>方向偏转。对于磁场下矿质氧化物和共生元素的反应行为及赋存状态的研究表明,磁场对Ca3（PO4）2、Ca O、Si O2等氧化物的影响加快了氧化铁的还原。主要体现在,外加磁场对反应体系产生的力磁效应改变了含铁矿物的显微形貌;促进了Ca元素在FexO内部的扩散;使得Ca3（PO4）2与含铁相的形貌特征、聚合程度朝着有利于Fe、P分离的方向发展。磁场下P在渣相的富集程度高于常规条件。对于低品位白云鄂博矿固态还原反应特性的研究表明,磁场显着提高了白云鄂博矿含碳球团的还原效率,60min时还原度达到93.18%,是无磁条件的2.22倍。说明施加磁场可以实现铁矿的低温快速还原。同时发现磁场对于低品位铁矿还原产生的效应,与氧化铁相比较有明显差异。这说明铁矿中铁氧化物、其他元素氧化物、脉石矿物等多个同时发生的固态反应既有其自有特性,又相互作用,共同促进了金属铁的生成。磁场对铁矿还原的强化效应随TFe增大而减弱。可见,利用直接还原技术处理低品位的难选冶铁矿石时,磁场可以作为有效的强化手段。
何思奇[5]（2019）在《鲕状赤铁矿微波深度还原与还原动力学研究》文中研究表明我国铁矿石资源丰富,但是贫矿多、开采利用难、需求量大等因素导致铁矿石资源供不应求。与此同时,国际上铁矿石价格飞涨,进口铁矿石会使我国经济发展受制于人。基于这些因素,我国急于改善目前这种不利现状。本文以产自于鄂西的高磷鲕状赤铁矿为研究对象,发现高磷鲕状赤铁矿的矿石矿物组成十分复杂,矿相之间相互胶黏,矿物粒度极细,加上它特殊的鲕状结构,难以采用一般选矿工艺进行处理,是一种复杂难选矿。深度还原-磁选在目前被认为是一种行之有效的处理鲕状赤铁矿方法。本文拟采用深度还原法,研究微波加热深度还原鲕状赤铁矿的条件优化试验,探索鲕状赤铁矿还原动力学反应过程的机理,为鲕状赤铁矿的开发利用与工艺优化提供了理论支持。以焦炭为还原剂,采用微波加热还原法,该矿石在配碳量C/O为1.5,碱度为0.8,还原温度1250℃的条件下保温10 min时,可获得金属化率92%以上的还原物料,经细磨至-0.074mm粒级占90%后,再通过1次磁场强度60 mT弱磁磁选,可获得铁品位和铁回收率均高于90%的还原铁粉,实验室产出的这种铁粉满足高炉原料的要求。在以上基础上,实验发现加热温度在适当的区间内都可以达到很好的提铁效果。当温度大于1150℃时,金属化率就可以达到80%以上。虽然1250℃时金属化率可以达到90%,但是这种情况下由于微波加热的高效性,矿石已经出现部分熔融现象。同时,高温下磷难以脱除反而容易与金属铁反应生成化合物,降低了后续产品的力学性能。当保温时间过长时,还原出的铁容易与脉石矿物中的硅酸盐结合形成硅酸铁,这与实验的目的相悖。当CaO添加量过多、导致碱度过大时,还原反应过程中产生的反应渣量过多,阻碍了铁氧化物与还原剂直接接触发生反应。C与铁氧化物等比例还原添加还原剂,若增加还原剂,能有效影响反应的化学平衡,使反应正向移动,促进还原反应进行。但是,当还原剂增加量过量时,过量的碳粉阻碍了铁氧化物与还原剂直接接触发生反应,从而使金属化率反而降低。还原动力学实验采用热重法研究了1173 K1473 K下鲕状赤铁矿的还原动力学机理,研究了温度对还原度和还原速率的影响,采用不同固相反应机理函数对反应过程进行拟合,分析了还原不同阶段反应限制性环节,并对还原样品进行了XRD、SEM和EDX表征分析。研究结果表明,随着温度增加,还原度和还原反应速率增加,随着还原度增加,还原反应速率先增加后降低。其中,以石墨为还原剂时在1173 K1373 K和1373 K1473 K两个温度段下,反应过程分别符合界面化学反应1-（1-α）1/3和杨德模型[1-（1-α）1/3]2,对应的表观活化能分别为60.66 kJ/mol和301.66 kJ/mol;以木炭为还原剂时在1173 K1373 K和1373 K1473 K两个温度段下,反应过程分别符合界面化学反应1-（1-α）1/3和杨德模型[（1-α）1/3-1]2,对应的表观活化能分别为70.02 kJ/mol,215.36 kJ/mol,反应的限制环节分为界面化学反应和固态扩散;还原样品的物相组成分析和微观形貌分析结果与前述反应动力学机理分析结果相符合。
何文浩[6]（2019）在《微波强化鲕状赤铁矿还原脱磷机理研究》文中指出高磷鲕状赤铁矿是一种储量巨大、开采条件良好的铁矿资源,现已探明的高磷鲕状赤铁矿石储量约有37.2亿吨,可勘探新资源量达上百亿吨,但是此类矿石中含铁矿物嵌布粒度极细,并且伴生的含磷矿物等有害杂质与赤铁矿鲕粒包裹共生,使得大部分常规选矿工艺都难以高效地实现铁-磷分离,所以此类矿石至今没有得到有效的利用。微波加热是一种特殊的加热方式,它对矿物具有选择性加热、提高还原速率和促进包裹体解离等优点,十分适合处理鲕状赤铁矿这种复杂难选铁矿石。本研究使用了谐振腔微扰法分别对物料粒度、配碳量、还原剂及脱磷剂种类对混合物料介电性能的影响进行了测试,并设计了微波碳热还原—磁选脱磷实验方案。本研究探索了微波碳热还原条件下还原温度、球团碱度、脱磷添加剂用量和物料粒度等实验参数对球团提铁脱磷效果的影响规律,实验结果显示当还原温度过高和原矿粒度过细都会导致还原铁粉中的磷含量急剧上升,而通过添加脱磷剂和选择适当的碱度则可以有效地提高还原铁粉的铁品位,并且降低还原铁粉中的磷含量。通过调整实验条件后,在最优实验条件下对球团进行还原、磁选,可以得到全铁含量91.53%、回收率89.72%、脱磷率达83.95%的还原铁粉,对还原铁粉进行XRD检测也未检测到含磷物质。使用扫描电镜和能谱分析的表征手段对不同实验参数下还原球团的铁、磷元素分布情况进行了检测,并对还原铁和还原渣的成分进行了分析,从而确定了微波加热还原方式下含磷矿物迁移进入还原铁的起始温度,并对碱度和添加脱磷剂促进铁、磷分离的作用机理进行了阐述。实验表明采用粒度为0.8mm的原矿,在配碳量1.0、球团碱度0.8并添加15%的钠盐脱磷剂在950℃下进行还原,可以较好的实现铁、磷分离,此条件下的还原铁聚集效果良好,杂质较少,而含磷物质主要以磷酸钠盐及磷酸钙盐的形式存在于还原渣中。
刘思虹[7]（2018）在《铜渣含碳球团直接还原的实验研究》文中研究说明我国作为世界铜生产和消耗大国,2013年铜产量已达到700万吨。火法炼铜工艺中每生产1吨精铜,会产生2.2～3吨铜渣。铜渣的出炉温度为1300℃,具有较高的余热回收价值,现有的水淬法处理没有将其得到合理利用。同时,铜渣中还含有丰富的有价金属资源,现有的铜渣中金属二次回收利用的方法中,采用直接还原法回收渣中金属,反应所需温度较低,产物直接还原铁（DRI）性能优良,具有广阔的发展前景。煤粉是直接还原工艺最常用的固基还原剂,为了响应世界对于节能减排的号召,选用生物质作还原剂,可以有效降低成本,减少碳排放。因此,基于铜渣中余热资源和有价金属回收利用的需求,论文提出离心粒化余热回收-生物质直接还原系统,处理铜冶炼环节中产出的铜渣熔渣,并分别以生物质、煤粉为还原剂,对铜渣含碳球团直接还原进行了深入的研究。（1）对生物质进行热重特性分析,研究发现在650℃左右生物质已热解完毕,参与还原铜渣的主要成分为其中的固定碳。对铜渣的还原过程进行了可行性分析,当温度达到700℃以后,开始发生碳与铜渣中铁氧化物的还原反应,反应生成的CO也会参与对铜渣的还原。当温度达到700℃以上时,碳的气化反应伴随发生,还原产物CO2与固定碳结合生成CO。CaO的加入增大了铁橄榄石被还原的吉布斯自由能变。（2）对离心粒化-直接还原系统的能耗进行了计算,得到以生物质做还原剂时的能耗为6.53kgce/tFe,以煤粉做还原剂时的能耗为2.35kgce/tFe。若不考虑粒化及其余热回收,则生物质还原剂的系统能耗为6.61kgce/tFe,煤粉的系统能耗为2.42kgce/tFe。与高炉炼铁流程相比,使用煤粉,本系统能耗降低了 74.5%。（3）以生物质、煤粉为还原剂,分别与铜渣渣粉和粒化后的铜渣颗粒混合,在不添加粘结剂条件下,采用冷固结方式制备铜渣含碳球团,并进行球团抗压强度的测试。探讨了还原剂种类、铜渣粒径、球团质量、造球压力和CaO添加比对球团抗压强度的影响。研究发现,冷固结含碳球团受还原剂种类影响,生物质可显着提高含碳球团的抗压强度。在球团质量为7g、造球压力50MPa、CaO配比为0.3的条件下,煤粉球团的抗压强度只有58N,而生物质球团的抗压强度达到2870N。在实验条件下,随着球团质量提高、造球压力提高和铜渣粒径的减小,球团的抗压强度提高。CaO的添加对生物质球团抗压强度具有削弱作用,而对煤粉球团影响不大。（4）氮气气氛下,对制备的含碳球团进行还原煅烧,研究了还原剂种类、反应温度、恒温时间、铜渣粒径和CaO添加比对还原失重分数的影响规律。研究发现:生物质球团的还原失重分数明显高于煤粉球团。还原失重分数随还原温度和反应时间的增加而增加,随铜渣粒径的增大而降低。CaO的添加有益于反应的进行,但过量时仍会降低还原失重分数,最佳的CaO配比为1:0.3。在还原温度1100℃、恒温时间1.5h、CaO配比0.3的条件下,以生物质为粘结剂进行生物质煤粉复合球团共还原,生物质的添加比越高,还原失重分数越大。
赵均辉,杨绍利,李彬彬,王涛[8]（2016）在《钒钛磁铁矿内配碳球团还原传热理论分析》文中认为根据目前攀西地区钒钛磁铁矿资源综合利用情况,结合国内外许多学者的研究成果及本人的研究方向（钒钛磁铁矿内配碳球团内部传热及仿真模拟研究）重点分析了钒钛磁铁矿内配碳球团的还原传热,即球团的两种加热方式,球团的三种传热方式（热传导、热对流、热辐射）以及球团内部传热与还原之间的关系。结论是为了提高球团的传热效率,得到理想的金属化率,减少球团的再次氧化,需通过效率更高的微波加热方式。
刘颖[9]（2015）在《转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程数学模型研究》文中指出钢铁行业是一个高消耗、高污染行业,钢铁生产流程中产生的冶金粉尘是主要的污染源之一。冶金粉尘中含有铁、碳、锌等元素,具有回收利用价值。目前,回收冶金粉尘中有价元素的主要方法是将粉尘收集后返回烧结工艺,制成烧结矿,作为高炉炼铁的原料,回收粉尘中的铁、碳元素。但是由于粉尘中的锌易挥发,会在高炉中循环富集,影响高炉操作,降低高炉寿命。因此,只有少量低锌粉尘能采取这种方法处理,大量的粉尘由于得不到有效处理,只能采取堆放或者填埋处置。这样的处置方式不仅占用了大量的土地面积,而且还会带来一系列环境问题。随着环保政策的日益严格,寻找一种适合处理钢铁行业冶金粉尘的工艺变得越来越迫切。转底炉直接还原工艺在处理冶金粉尘方面有诸多优点,不仅可以有效回收粉尘中的铁、碳、锌资源,而且该工艺可靠性高、易于操作和维护、工艺灵活、二次污染小、投资省,得到国内外钢铁行业的广泛关注。转底炉的工作过程十分复杂,涉及到炉底含碳球团的直接还原、炉内烟气的流动、传热传质、煤气的燃烧等,目前对该工艺的研究还不是很充分,进一步开展相关的研究工作对钢铁行业的可持续发展具有重要意义。本文采用数值模拟手段,通过建立相关数学模型来系统研究转底炉直接还原工艺。首先,以冶金粉尘含碳球团为研究对象,建立了单个含碳球团直接还原过程一维非稳态数学模型。在模型中考虑了球团还原过程中的传热传质,铁氧化物的还原、氧化锌的还原、碳气化反应,孔隙率和物性参数的变化。模型控制方程的离散采用控制容积积分法,离散方程的求解采用TDMA算法。为了验证模型的正确性,本文搭建了含碳球团直接还原实验平台,实验中采用化学分析方法得到球团还原过程中化学成分的变化,模型计算结果和实验结果吻合较好,说明本文建立的单球模型是可信的。模型计算结果表明：在含碳球团直接还原过程中,球团表面和中心点存在温差。反应初始阶段,含碳球团直径越小,金属化率和脱锌率升高得越快,反应后期,含碳球团金属化率随着球团直径的减小而降低,球团直径对最终脱锌率的影响小于对最终金属化率的影响。碳氧比为0.6-1.0时,随着碳氧比的升高,球团最终金属化率明显升高。当球团碳氧比为1.0-1.2时,增大球团碳氧比,球团金属化率升高幅度降低,碳氧比对球团脱锌率的影响不明显。在本文的计算条件下,影响球团金属化率的主要因素按其重要程度排序依次为：炉膛温度,球团直径,反应时间,碳氧比；影响球团脱锌率的主要因素按其重要程度排序依次为：炉膛温度,反应时间,球团直径,碳氧比。其次,在详细分析了料层在转底炉中传热特点的基础上,以单个含碳球团直接还原数学模型为基础,建立了料层直接还原过程数学模型。在模型中不仅考虑了含碳球团还原过程中的传热传质、化学反应、孔隙率和物性参数的变化,还考虑了上层球团对下层球团的辐射遮蔽效应以及炉底对底层球团的加热作用。控制方程的离散采用控制容积积分法,离散方程的求解采用交替方向隐式算法。模型计算结果表明：义排方式有利于提高料层的平均温度,从而提高料层金属化率和脱锌率。随着炉膛温度的升高,料层金属化率迅速增加,温度对料层脱锌率的影响比对金属化率的影响要小。不同层含碳球团的还原是不同步的,随着加热时间的延长,不同层含碳球团金属化率和脱锌率的差距逐渐缩小。料层脱锌反应同步性要优于铁氧化物还原反应,在实际工业应用中,如果工艺只对冶金粉尘脱锌率有较高的要求,可以适当缩短加热时间和提高料层厚度,不仅可以降低能耗,提高转底炉产能,还可以防止由于加热时间过长造成上层球团再氧化现象的发生。最后,以某公司试验转底炉为研究对象,建立了转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程耦合数学模型。该耦合数学模型包括两个子模型,分别是料层直接还原过程子模型和炉膛传热传质与燃烧过程子模型。耦合模型中将炉底料层假设成与之厚度相同的多孔介质,并且.将料层还原吸收的热量和释放的CO气体作为多孔介质区域的源项。反应吸热量和CO释放量通过料层直接还原过程子模型计算,并借助CFD商业软件Fluent二次开发平台,采用C语言编写用户自定义函数（UDF）,将料层反应吸热量和产生的CO气体作为炉膛传热传质及燃烧过程子模型的能量源项和质量源项。通过对比模型计算结果和现场测试结果验证了模型的正确性。模型计算结果表明：测试工况下,炉膛上部烟气流速高于料层附近烟气流速,并且从烧嘴喷口喷出的气体倾斜向上,这对维持料层附近的还原性气氛是有利的。炉膛内部会出现烟气回流,这有利于CO的二次燃烧。由于料层反应过程吸热会造成炉底料层附近温度偏低。炉膛内的CO主要集中在还原1段、还原2段的炉膛底部。当球团碳氧比为0.6-1.0时,球团还原过程中释放出的CO气体量和反应吸收的热量随球团碳氧比的增加而明显增加,当球团碳氧比达到1.0后继续增加球团碳氧比对提高CO的释放量和反应吸热量的影响不明显。在不改变炉膛空、煤气供入量的条件下,碳氧比为0.6工况下的炉膛温度小于碳氧比为0.8-1.2的工况,碳氧比为0.8工况下的炉膛温度略小于碳氧比为1.0的工况,碳氧比为1.0和1.2两种工况下,炉膛温度几乎相同。本文的研究工作为转底炉的设计及工艺的优化奠定了理论基础,也为转底炉直接还原工艺在我国的发展和成熟提供了技术指导。
苑鹏,韩宏亮,段东平[10]（2014）在《生物质在炼铁中的应用现状与展望》文中提出生物质作为一种可再生清洁能源和还原剂,越来越受到人们的重视。面对炼铁工艺过程高能耗、高污染的现状,对其在炼铁中的应用研究也越来越多。本文主要介绍了生物质在烧结、炼焦、喷吹和铁矿石还原等四个方面的应用。并在此基础上,根据生物质的自身特性优势,又提出了将其用于转底炉直接还原炼铁工艺、生物质含碳球团与微波技术结合、木焦油制备含碳球团粘结剂的设想,期望广泛而深入的将生物质应用于炼铁工艺,开辟出生物质用于炼铁的更为广阔的前景。
二、微波加热在含碳球团中应用的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微波加热在含碳球团中应用的研究（论文提纲范文）
（1）褐铁矿球团焙烧优化条件与还原特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 直接还原的主要工艺发展 |
| 1.2.1 Midrex竖炉法 |
| 1.2.2 HYL-III竖炉法 |
| 1.2.3 CODIR回转窑法 |
| 1.2.4 Fastmet转底炉法 |
| 1.3 球团矿氧化焙烧技术研究进展 |
| 1.3.1 焙烧工艺对球团矿冶金性能的影响 |
| 1.3.2 矿石成分对球团矿冶金性能的影响 |
| 1.3.3 添加剂对球团矿冶金性能的影响 |
| 1.4 球团矿直接还原技术机理研究进展 |
| 1.4.1 球团矿成分对球团矿还原的影响 |
| 1.4.2 气体成分对球团矿还原的影响 |
| 1.4.3 还原条件对球团矿还原的影响 |
| 1.5 含碳球团直接还原技术机理研究进展 |
| 1.5.1 球团矿成分对含碳球团矿球团直接还原的影响 |
| 1.5.2 固体还原剂种类对含碳球团矿球团直接还原的影响 |
| 1.5.3 还原条件对含碳球团矿球团直接还原的影响 |
| 1.6 论文研究目的与主要研究内容 |
| 第二章 原料特性分析及研究方法 |
| 2.1 原料性能 |
| 2.1.1 矿粉的物化性能 |
| 2.1.1.1 化学成分分析 |
| 2.1.1.2 物相组成与形貌分析 |
| 2.1.1.3 TG-DTA分析 |
| 2.1.2 还原剂 |
| 2.1.3 粘结剂 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 实验流程 |
| 2.2.1.1 焙烧流程 |
| 2.1.1.2 气基还原流程 |
| 2.1.1.3 气-固基协同还原流程 |
| 2.2.2 主要实验设备 |
| 第三章 褐铁矿球团焙烧实验 |
| 3.1 球团制备 |
| 3.2 褐铁矿焙烧特性 |
| 3.3 单因素试验 |
| 3.3.1 焙烧温度对球团矿抗压强度的影响 |
| 3.3.2 焙烧时间对球团矿抗压强度的影响 |
| 3.3.3 膨润土添加量对球团矿抗压强度的影响 |
| 3.4 多因素试验 |
| 3.4.1 响应曲面设计 |
| 3.4.2 响应曲面法设计结果 |
| 3.4.3 响应曲面法优化 |
| 3.4.4 优化参数确定与模型验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 气基还原褐铁矿球团 |
| 4.1 球团成分分析 |
| 4.2 实验装置与方法 |
| 4.3 还原热力学分析 |
| 4.4 还原动力学分析 |
| 4.5 工艺参数对球团矿还原度影响 |
| 4.5.1 还原温度 |
| 4.5.2 单一气氛微观分析 |
| 4.6 混合气氛对球团还原性能的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 气-固基协同还原褐铁矿含碳球团 |
| 5.1 褐铁矿—焦末复合球团制备 |
| 5.2 热力学分析 |
| 5.3 动力学分析 |
| 5.4 实验方法 |
| 5.5 还原动力学分析 |
| 5.5.1 还原度分析 |
| 5.5.2 还原速率分析 |
| 5.5.3 动力学分析 |
| 5.6 还原颗粒微观结构变化 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 褐铁矿球团还原过程中体积变化研究 |
| 6.1 实验方法 |
| 6.2 褐铁矿球团膨胀过程分析 |
| 6.2.1 还原度对球团还原膨胀系数的影响 |
| 6.2.2 还原温度对膨胀指数的影响 |
| 6.2.3 还原气氛对膨胀指数的影响 |
| 6.3 含碳褐铁矿球团收缩过程分析 |
| 6.3.1 不同气氛下含碳量对收缩指数的影响 |
| 6.3.2 还原温度对收缩指数的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
（2）冶金粉尘含碳球团高温还原的强度及传热特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 冶金含铁粉尘概述 |
| 1.1.1 粉尘来源及分类 |
| 1.1.2 粉尘的特点及危害 |
| 1.1.3 国内外含铁粉尘的成分及物相组成 |
| 1.2 冶金含铁粉尘处理工艺 |
| 1.2.1 填埋法 |
| 1.2.2 火法工艺 |
| 1.2.3 湿法工艺处理 |
| 1.2.4 其他处理工艺 |
| 1.2.5 转底炉生产金属化球团技术的应用 |
| 1.3 含碳球团高温还原研究现状 |
| 1.3.1 冶金粉尘含碳球团高温还原特性研究 |
| 1.3.2 铁矿石含碳球团高温还原强度的研究 |
| 1.3.3 冶金粉尘含碳球团高温还原强度的研究 |
| 1.4 含碳球团加热温度场的研究 |
| 1.5 研究目的及内容 |
| 1.5.1 研究目的及意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 冶金粉尘含碳球团还原的理论基础 |
| 2.1 冶金粉尘含碳球团还原的热力学 |
| 2.1.1 铁氧化物的还原 |
| 2.1.2 氧化锌的还原 |
| 2.2 含碳球团在氧化性气氛中的还原特性分析 |
| 2.2.1 含碳球团在氧化性气氛中的还原特点 |
| 2.2.2 双向气—固反应 |
| 2.2.3 双向气—固反应模型特征参数 |
| 2.3 铁氧化物直接还原动力学理论 |
| 2.3.1 球团还原动力学机理 |
| 2.3.2 含碳球团气—固还原动力学模型 |
| 2.4 小结 |
| 3 冶金粉尘含碳球团高温还原强度的实验研究 |
| 3.1 实验用冶金粉尘的特性 |
| 3.1.1 实验原料成分分析 |
| 3.1.2 粉尘粒度分析 |
| 3.1.3 熔化温度分析 |
| 3.1.4 粉尘堆密度分析 |
| 3.2 实验设备及步骤 |
| 3.2.1 实验设备 |
| 3.2.2 实验方法及流程 |
| 3.2.3 球团强度的检测 |
| 3.3 冶金粉尘高温还原强度的影响因素研究 |
| 3.3.1 碱度对金属化球团抗压强度的影响 |
| 3.3.2 碱度对金属化球团熔点的影响 |
| 3.3.3 焙烧时间对金属化球团抗压强度的影响 |
| 3.3.4 焙烧温度对金属化球团抗压强度的影响 |
| 3.4 金属化球团体积收缩与失重的研究 |
| 3.4.1 焙烧温度对球团体积收缩和失重的影响 |
| 3.4.2 焙烧时间对球团体积收缩和失重的影响 |
| 3.4.3 碱度对球团体积收缩的影响 |
| 3.5 小结 |
| 4 球团高温还原时的温度变化特性 |
| 4.1 实验原料 |
| 4.2 实验装置及实验方法 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验方法及流程 |
| 4.3 不同焙烧温度对球团传热的影响 |
| 4.4 球团碱度变化对球团传热的影响 |
| 4.5 小结 |
| 5 含碳球团高温还原温度场数学模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含碳球团高温还原过程温度场数学模型 |
| 5.2.1 基本条件假设 |
| 5.2.2 计算模型及边界条件 |
| 5.2.3 控制方程 |
| 5.2.4 模型参数的确定 |
| 5.2.5 求解方法和收敛条件 |
| 5.2.6 模型计算流程图 |
| 5.3 温度场数学模型验证及结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果目录 |
| C.获奖情况 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（3）微波场中碳热还原含铁原料基础及小规模试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 “低碳经济”发展中我国钢铁生产现状 |
| 1.2 直接还原炼铁生产现状与工艺 |
| 1.2.1 直接还原炼铁法生产现状 |
| 1.2.2 直接还原炼铁法工艺评述 |
| 1.3 直接还原炼铁法发展方向 |
| 1.3.1 国外煤基直接还原法研究现状 |
| 1.3.2 国内煤基直接还原法研究现状 |
| 1.3.3 我国煤基直接还原铁法发展方向 |
| 1.4 微波加热原理及在铁矿还原中的研究 |
| 1.4.1 微波加热原理及特点 |
| 1.4.2 微波加热在铁矿还原中的研究 |
| 1.5 研究目的、意义及主要研究内容 |
| 第二章 原料性能及研究方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 含铁原料 |
| 2.1.2 还原剂 |
| 2.1.3 脱硫剂 |
| 2.1.4 粘结剂 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 造球设备 |
| 2.2.2 微波加热还原设备 |
| 2.3 分析及表征方法 |
| 2.3.1 金属化率计算 |
| 2.3.2 粒度分析 |
| 2.3.3 介电常数测试 |
| 2.3.4 XRD分析和SEM分析 |
| 第三章 微波场中原料升温特性及介电特性研究 |
| 3.1 微波与物质的作用 |
| 3.1.1 微波与物质的作用原理 |
| 3.1.2 微波加热能量传递 |
| 3.2 原料在微波场中的升温特性及介电特性 |
| 3.2.1 含铁原料升温特性和介电特性 |
| 3.2.2 无烟煤升温特性和介电特性 |
| 3.2.3 混合料升温特性和介电特性 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 微波加热还原含碳铁原料过程研究 |
| 4.1 微波加热还原含碳铁原料过程分析 |
| 4.2 微波加热还原含碳铁原料动力学研究 |
| 4.2.1 研究方法 |
| 4.2.2 还原反应动力学方程 |
| 4.2.3 微波加热还原热重试验研究 |
| 4.3 常规加热下热分析动力学研究 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 微波场中碳热还原铁原料工艺研究 |
| 5.1 微波场中碳热还原铁矿对比试验 |
| 5.2 微波场中碳热还原铁原料工艺研究 |
| 5.2.1 还原温度对铁品位、金属化率的影响 |
| 5.2.2 还原时间对铁品位、金属化率的影响 |
| 5.2.3 煤粉配比对铁品位、金属化率的影响 |
| 5.2.4 氧化铁皮配比对铁品位、金属化率的影响 |
| 5.2.5 脱硫剂对铁品位、金属化率的影响 |
| 5.3 还原产物的XRD和 SEM分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 微波场中碳热还原铁原料小规模试验设计 |
| 6.1 小规模试验方法 |
| 6.2 小规模试验设备设计 |
| 6.2.1 微波高温材料处理系统组成 |
| 6.2.2 微波谐振腔 |
| 6.2.3 微波源 |
| 6.2.4 腔体保温层 |
| 6.2.5 测温装置 |
| 6.2.6 排气系统 |
| 6.2.7 物料输送系统 |
| 6.2.8 总控制单元 |
| 6.2.9 微波高温材料处理反应器安全性测量 |
| 6.2.10 微波高温材料处理反应器 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 微波场中碳热还原铁原料小规模试验研究 |
| 7.1 试验工艺流程 |
| 7.2 静态试验 |
| 7.2.1 升温速率试验 |
| 7.2.2 料层高度试验 |
| 7.2.3 还原时间试验 |
| 7.2.4 还原剂配比试验 |
| 7.3 动态连续性试验 |
| 7.4 产量及微波能热效率计算 |
| 7.4.1 产量计算 |
| 7.4.2 微波能热效率计算 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 结论及创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）含铁矿物低温还原的磁场强化机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 前言 |
| 1.3 我国铁矿资源的利用现状和发展趋势 |
| 1.3.1 我国铁矿资源特点及利用现状 |
| 1.3.2 我国铁矿资源供需现状 |
| 1.4 低品位、复合共生铁矿直接还原的技术优势 |
| 1.5 低温固态还原的强化技术 |
| 1.6 磁场对化学反应的影响 |
| 1.7 论文的选题背景和研究内容 |
| 1.7.1 选题背景 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 第二章 实验原料与研究方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 原料特性与制备方法 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 磁场还原炉 |
| 2.2.2 其他设备 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 实验流程和实验条件 |
| 2.3.2 分析测试方法 |
| 第三章 磁场作用下铁氧化物还原的热力学分析 |
| 3.1 铁氧化物的结构与性质 |
| 3.2 常规冶金条件下CO还原铁氧化物的热力学 |
| 3.2.1 CO还原铁氧化物的反应热力学 |
| 3.2.2 CO的分解反应及铁的渗碳 |
| 3.3 磁场作用下CO还原铁氧化物的热力学 |
| 3.3.1 化学反应的磁热力学 |
| 3.3.2 磁场作用下CO还原铁氧化物热力学初探 |
| 3.4 铁氧化物力磁耦合效应的基础理论研究 |
| 3.4.1 磁介质力学效应和磁效应的热力学 |
| 3.4.2 磁介质内部的能量变化 |
| 3.4.3 磁场下铁氧化物的晶格变形 |
| 3.5 磁场作用下新相形核过程中能量分析 |
| 3.5.1 晶核形成时的能量分析和临界晶核半径 |
| 3.5.2 磁场对αFe晶核形成时的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 恒磁场下铁氧化物还原的实验研究 |
| 4.1 磁场对铁氧化物还原效率的影响 |
| 4.1.1 磁场对还原时间的影响 |
| 4.1.2 磁场对还原温度的影响 |
| 4.2 磁场对还原过程中物相变化的影响 |
| 4.3 磁场对还原物料显微形貌的影响 |
| 4.3.1 Fe_3O_4→Fe_xO转变中磁场对反应物和产物形貌的影响 |
| 4.3.2 Fe_2O_3→Fe转变中磁场对反应物和产物形貌的影响 |
| 4.3.3 Fe_xO→Fe转变中磁场对金属铁析出形貌的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磁场作用下铁氧化物还原的动力学分析 |
| 5.1 铁氧化物磁场强化还原的动力学机理与模型 |
| 5.2 Fe_3O_4→Fe_xO转变的动力学分析 |
| 5.3 Fe_xO→Fe转变的动力学分析 |
| 5.4 Fe原子扩散的动力学分析 |
| 5.4.1 Fe原子扩散的动力学 |
| 5.4.2 磁场对Fe原子扩散的作用机理 |
| 5.5 Fe原子形核与生长的晶体取向 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 CaO\SiO_2对铁氧化物磁场强化还原的影响 |
| 6.1 磁场作用下Fe_2O_3-SiO_2 体系的还原特性 |
| 6.2 磁场作用下Fe_2O_3-CaO体系的还原特性 |
| 6.3 磁场作用下Fe_2O_3-SiO_2-CaO体系的还原特性 |
| 6.4 磁场条件下四种体系还原结果对比 |
| 6.5 磁场对体系还原影响的热力学和动力学分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 磁场下铁氧化物低温还原中P的赋存行为 |
| 7.1 含磷铁氧化物的反应行为及形貌变化 |
| 7.2 磁场对Fe相和P相分离的影响 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 恒磁场下白云鄂博矿还原反应特性 |
| 8.1 磁场对白云鄂博矿还原的影响 |
| 8.2 白云鄂博矿磁场强化还原的动力学 |
| 8.2.1 磁场强化还原过程的限速环节 |
| 8.2.2 磁场强化还原过程的阻力分析 |
| 8.3 本章小结 |
| 第九章 结论与展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间科研成果 |
| 作者在攻读博士学位期间获得其它成果 |
| 作者在攻读博士学位期间所作的项目 |
| 致谢 |
（5）鲕状赤铁矿微波深度还原与还原动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 我国鲕状赤铁矿资源概况 |
| 1.2.1 鲕状赤铁矿在我国分布情况 |
| 1.2.2 矿石特点及开发利用难点 |
| 1.3 鲕状赤铁矿开发利用研究现状 |
| 1.3.1 常规选矿法 |
| 1.3.2 浸出法 |
| 1.3.3 磁化焙烧法 |
| 1.3.4 直接还原法 |
| 1.4 深度还原技术简介 |
| 1.4.1 深度还原概念 |
| 1.4.2 深度还原技术研究现状 |
| 1.4.3 深度还原技术发展趋势 |
| 1.5 微波加热技术在冶金中的应用 |
| 1.5.1 微波加热原理 |
| 1.5.2 微波加热的特点 |
| 1.5.3 微波加热在冶金中研究现状 |
| 1.6 课题研究意义及内容 |
| 第二章 实验准备 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 鲕状赤铁矿 |
| 2.1.2 还原剂 |
| 2.1.3 实验试剂 |
| 2.2 实验方法及设备 |
| 2.2.1 实验方法 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.2.3 分析步骤 |
| 2.3 样品表征 |
| 2.3.1 化学分析 |
| 2.3.2 XRD分析 |
| 2.3.3 SEM分析 |
| 第三章 微波加热还原鲕状赤铁矿的条件实验 |
| 3.1 实验结果与讨论 |
| 3.1.1 还原温度的试验 |
| 3.1.2 保温时间的试验 |
| 3.1.3 碱度(CaO/SiO_2)的试验 |
| 3.1.4 C/O比的试验 |
| 3.2 实验表征 |
| 3.2.1 XRD图 |
| 3.2.2 SEM和 EDX分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 鲕状赤铁矿石墨还原动力学研究 |
| 4.1 实验结果与讨论 |
| 4.1.1 温度对还原度的影响 |
| 4.1.2 还原速率曲线 |
| 4.1.3 还原动力学曲线 |
| 4.1.4 反应限制性环节 |
| 4.2 还原样品表征 |
| 4.2.1 XRD图 |
| 4.2.2 SEM和 EDX分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 鲕状赤铁矿木炭还原动力学研究 |
| 5.1 实验结果与讨论 |
| 5.1.1 温度对还原度的影响 |
| 5.1.2 还原速率曲线 |
| 5.1.3 还原动力学曲线 |
| 5.1.4 反应限制性环节 |
| 5.2 还原样品表征 |
| 5.2.1 XRD图 |
| 5.2.2 SEM和 EDX分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 科研成果 |
| 致谢 |
（6）微波强化鲕状赤铁矿还原脱磷机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 我国铁矿石资源与特点 |
| 1.2 鲕状赤铁矿的资源分布与特点 |
| 1.3 鲕状赤铁矿综合利用现状 |
| 1.3.1 浮选脱磷法 |
| 1.3.2 浸出脱磷法 |
| 1.3.3 还原—分选脱磷法 |
| 1.4 微波冶金概述 |
| 1.4.1 微波加热原理 |
| 1.4.2 微波加热特点 |
| 1.4.3 微波加热在冶金中的应用 |
| 1.5 研究目的与研究内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验原料分析及实验方法 |
| 2.1 实验原料分析 |
| 2.1.1 矿石化学及物相分析 |
| 2.1.2 矿石的结构与构造 |
| 2.1.3 铁矿物和含磷矿物嵌布特征 |
| 2.1.4 还原剂成分分析 |
| 2.2 实验原料介电特性研究 |
| 2.2.1 介电特性参数 |
| 2.2.2 检测方法 |
| 2.2.3 鲕状赤铁矿介电特性测试结果 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 实验流程 |
| 2.3.2 实验设备 |
| 2.3.3 物料配比 |
| 2.4 样品分析方法 |
| 2.4.1 化学分析方法 |
| 2.4.2 样品物相分析方法 |
| 2.4.3 样品微观形貌分析方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微波强化还原提铁脱磷工艺研究 |
| 引言 |
| 3.1 温度的影响 |
| 3.1.1 还原温度对提铁脱磷指标影响 |
| 3.1.2 各还原温度下的球团微观样貌分析 |
| 3.2 碱度的影响 |
| 3.2.1 碱度对提铁脱磷指标的影响 |
| 3.2.2 各碱度下的球团微观样貌分析 |
| 3.3 脱磷剂用量的影响 |
| 3.3.1 脱磷剂用量对脱磷效果的影响 |
| 3.3.2 不同脱磷剂用量下的球团微观样貌分析 |
| 3.4 原矿粒度的影响 |
| 3.4.1 原矿粒度对脱磷效果的影响 |
| 3.4.2 各原矿粒度下球团微观样貌分析 |
| 3.5优化实验 |
| 3.5.1 优化实验条件设计 |
| 3.5.2 优化实验结果及表征 |
| 3.5.3 还原产物XRD检测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 微波强化还原提铁脱磷机理研究 |
| 引言 |
| 4.1 温度对提铁脱磷作用机理分析 |
| 4.1.1 温度对提铁脱磷规律的影响 |
| 4.1.2 球团元素分布及能谱分析 |
| 4.2 碱度对提铁脱磷作用机理分析 |
| 4.2.1 碱度对提铁脱磷规律的影响 |
| 4.2.2 球团元素分布及能谱分析 |
| 4.3 脱磷剂用量对提铁脱磷作用机理分析 |
| 4.3.1 脱磷剂用量对提铁脱磷规律的影响 |
| 4.3.2 球团元素分布及能谱分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（7）铜渣含碳球团直接还原的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 铜冶炼工艺 |
| 1.2 铜渣资源化利用研究现状 |
| 1.2.1 铜渣概述 |
| 1.2.2 铜渣中金属的资源化利用 |
| 1.2.3 铜渣中铁的回收现状 |
| 1.3 直接还原技术 |
| 1.3.1 直接还原概述 |
| 1.3.2 直接还原技术分类 |
| 1.3.3 主要直接还原技术 |
| 1.3.4 直接还原铁(DRI) |
| 1.3.5 铜渣直接还原提铁研究现状 |
| 1.4 生物质 |
| 1.4.1 生物质概述 |
| 1.4.2 生物质热解特性 |
| 1.4.3 生物质做还原剂的直接还原 |
| 1.5 本文研究内容及意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 1.5.3 研究意义 |
| 第2章 铜渣直接还原可行性分析 |
| 2.1 铜渣直接还原热力学基础 |
| 2.1.1 热解反应 |
| 2.1.2 铜渣直接还原热力学分析 |
| 2.2 铜渣含碳球团直接还原反应机理 |
| 2.2.1 含碳球团还原过程 |
| 2.2.2 碳的作用机理 |
| 2.2.3 铜渣颗粒的反应过程 |
| 2.3 直接还原系统及其能耗分析 |
| 2.3.1 系统流程介绍 |
| 2.3.2 能耗分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 含碳球团性能测试与研究 |
| 3.1 原料的准备 |
| 3.1.1 还原剂的预处理 |
| 3.1.2 铜渣的获取 |
| 3.1.3 造渣剂制备 |
| 3.2 造球装置 |
| 3.3 含碳球团抗压强度测试 |
| 3.3.1 测试方法与步骤 |
| 3.3.2 铜渣粒径的影响 |
| 3.3.3 球团质量的影响 |
| 3.3.4 造球压力的影响 |
| 3.3.5 CaO添加比的影响 |
| 3.3.6 还原剂种类的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 含碳球团直接还原煅烧实验 |
| 4.1 原料物性 |
| 4.1.1 铜渣物化性能 |
| 4.1.2 还原剂物化性能 |
| 4.2 实验装置及步骤 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验步骤 |
| 4.2.3 考察指标 |
| 4.2.4 实验工况 |
| 4.3 实验结果及讨论 |
| 4.3.1 还原温度对还原失重分数的影响 |
| 4.3.2 恒温时间对还原失重分数的影响 |
| 4.3.3 铜渣粒径对还原失重分数的影响 |
| 4.3.4 CaO添加比对还原失重分数的影响 |
| 4.3.5 生物质配比对还原失重分数的影响 |
| 4.4 熟球团物性检测与分析 |
| 4.4.1 SEM图像分析 |
| 4.4.2 XRD结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间获得的科研成果 |
（8）钒钛磁铁矿内配碳球团还原传热理论分析（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 钒钛磁铁矿内配碳球团还原传热加热方式 |
| 2.1 传统加热 |
| 2.1.1 传统加热原理 |
| 2.1.2 传统加热的劣势 |
| 2.2 微波加热 |
| 2.2.1 微波加热的原理 |
| 2.2.2 微波加热的特点 |
| 2.2.3 微波加热的应用 |
| 3 钒钛磁铁矿内配碳球团还原传热类型分析 |
| 4 钒钛磁铁矿内配碳球团传热方式分析 |
| 4.1 热传导 |
| 4.2 热对流 |
| 4.3 热辐射 |
| 5 钒钛磁铁矿内配碳球团还原传热过程分析 |
| 5.1 单球团还原传热分析 |
| 5.2 多球团还原传热分析 |
| 6 球团还原与传热的关系分析 |
| 7 结语 |
（9）转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程数学模型研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号清单 |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 钢铁厂冶金粉尘的特点及处理工艺 |
| 2.1.1 冶金粉尘的特点 |
| 2.1.2 冶金粉尘处理工艺 |
| 2.2 转底炉直接还原工艺 |
| 2.2.1 直接还原工艺简介 |
| 2.2.2 转底炉直接还原工艺的发展 |
| 2.3 含碳球团直接还原理论研究 |
| 2.3.1 铁氧化物还原理论研究 |
| 2.3.2 氧化锌还原理论研究 |
| 2.3.3 含碳球团直接还原机理研究 |
| 2.4 含碳球团直接还原过程数学模型研究 |
| 2.5 主要研究内容 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 单个含碳球团直接还原过程数学模型研究 |
| 3.1 含碳球团直接还原过程概述 |
| 3.2 物理模型及简化假设 |
| 3.3 控制方程及定解条件 |
| 3.3.1 控制方程 |
| 3.3.2 定解条件 |
| 3.4 模型中主要参数的确定 |
| 3.4.1 物性参数 |
| 3.4.2 化学反应动力学参数 |
| 3.5 数学模型的求解 |
| 3.5.1 计算区域的离散 |
| 3.5.2 控制方程的离散 |
| 3.5.3 数值求解方法 |
| 3.5.4 计算流程框图 |
| 3.6 含碳球团直接还原实验及模型验证 |
| 3.6.1 实验原料 |
| 3.6.2 实验设备及方法 |
| 3.6.3 模型的验证 |
| 3.7 计算结果及讨论 |
| 3.7.1 球团还原过程中温度的变化 |
| 3.7.2 球团还原过程中固相组分浓度的变化 |
| 3.7.3 球团直径对球团直接还原的影响 |
| 3.7.4 碳氧比对球团直接还原的影响 |
| 3.7.5 含碳球团直接还原工艺参数优化 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 料层直接还原过程数学模型研究 |
| 4.1 料层直接还原过程数学模型概述 |
| 4.2 数学模型的建立 |
| 4.2.1 物理模型及简化假设 |
| 4.2.2 控制方程 |
| 4.2.3 定解条件 |
| 4.3 数学模型的求解 |
| 4.3.1 计算区域的离散 |
| 4.3.2 控制方程的离散 |
| 4.3.3 数值求解方法 |
| 4.3.4 计算流程框图 |
| 4.4 计算结果及讨论 |
| 4.4.1 球团排列方式对料层直接还原的影响 |
| 4.4.2 炉膛温度对料层直接还原的影响 |
| 4.4.3 料层厚度对料层直接还原的影响 |
| 4.5 小章小结 |
| 5 转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程耦合数学模型研究 |
| 5.1 耦合数学模型概述 |
| 5.2 炉膛传热传质及燃烧过程子模型的建立 |
| 5.2.1 物理模型及简化假设 |
| 5.2.2 网格划分 |
| 5.2.3 控制方程 |
| 5.2.4 边界条件 |
| 5.2.5 数值求解方法 |
| 5.3 耦合数学模型的验 |
| 5.4 耦合模型计算结果分析 |
| 5.4.1 炉膛烟气流速分布规律 |
| 5.4.2 炉膛温度分布规律 |
| 5.4.3 炉膛气氛浓度分布规律 |
| 5.4.4 碳氧比对炉膛传热传质的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、微波加热在含碳球团中应用的研究（论文参考文献）
- [1]褐铁矿球团焙烧优化条件与还原特性研究[D]. 高国锋. 昆明理工大学, 2020(04)
- [2]冶金粉尘含碳球团高温还原的强度及传热特性研究[D]. 黄云. 重庆大学, 2020
- [3]微波场中碳热还原含铁原料基础及小规模试验研究[D]. 代林晴. 昆明理工大学, 2019(06)
- [4]含铁矿物低温还原的磁场强化机制[D]. 金永丽. 上海大学, 2019
- [5]鲕状赤铁矿微波深度还原与还原动力学研究[D]. 何思奇. 安徽工业大学, 2019(02)
- [6]微波强化鲕状赤铁矿还原脱磷机理研究[D]. 何文浩. 安徽工业大学, 2019(02)
- [7]铜渣含碳球团直接还原的实验研究[D]. 刘思虹. 东北大学, 2018(02)
- [8]钒钛磁铁矿内配碳球团还原传热理论分析[J]. 赵均辉,杨绍利,李彬彬,王涛. 四川冶金, 2016(01)
- [9]转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程数学模型研究[D]. 刘颖. 北京科技大学, 2015(09)
- [10]生物质在炼铁中的应用现状与展望[A]. 苑鹏,韩宏亮,段东平. 2014年全国炼铁生产技术会暨炼铁学术年会文集(下), 2014