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《太原理工大学》 2011年
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微波加热高碳锰铁粉固相脱碳动力学研究

史文礼  
【摘要】:世界上90%的锰铁合金消耗于钢铁工业,几乎所有钢种在生产中均用到锰铁合金。随着国内外钢材市场需求量的持续增长,国内钢铁行业对锰铁合金的需求量也明显增加。其中,不但高碳锰铁的需求量增长较快,而且中、低碳锰铁的需求量也逐年增加。传统方法生产中、低碳锰铁是在液态下进行的,由于精炼温度高导致金属锰挥发严重,因此高碳锰铁的固相脱碳就成为人们关注的问题。 微波是一种快速高效加热冶金粉料的清洁能源。作为一种全新的加热技术,微波加热不同于常规加热。常规加热是由外部热源通过热传导、热对流和热辐射三种传热方式由表及里地加热物料,而微波加热是依赖物料在微波电磁场中的电磁性能变化而产生的“体积性加热”。微波加热具有选择性、即时性、整体性、高效性和清洁性的特点。大量实验研究证明,微波加热能够显著促进化学反应的进行。本文采用微波加热喷动流化床和微波加热固定床对高碳锰铁粉固相脱碳进行了动力学研究,试图研究微波加热场是否有增强高碳锰铁中碳离子扩散的能力。 以空气为流化气体,对高碳锰铁粉进行了冷态流化试验研究,并在此基础上用微波加热进行了高碳锰铁粉热态流化脱碳试验研究。冷态流化试验表明,喷动流化床比流化床更适合高碳锰铁粉的流化操作,试验所用的喷动流化床,物料重量为500 g时对应的最佳流化气体流量为0.4 m3·h-1;物料重量为750 g时对应的最佳流化气体流量为0.8 m3·h-1。微波加热高碳锰铁粉热态流化脱碳试验表明,物料重量为750 g,空气流量为1.0 m3·h-’,微波加热温度500~600℃,保温时间60 min,高碳锰铁含碳量降低1.0%左右;微波加热温度700~800℃,保温时间60 mmin,高碳锰铁含碳量降低1.4%左右。在微波加热场中,保温时间对高碳锰铁脱碳的影响不显著,而脱碳温度对高碳锰铁脱碳的影响显著。 以碳酸钙粉为脱碳剂进行了高碳锰铁粉固—固相脱碳试验研究。在C:CO2为1:1条件下,微波加热物料至为900℃、1000℃、1100℃、1200℃,且各温度下分别保温0 min、20 mmin、40 min、60 min。试验结果表明,随着微波加热温度的提高和保温时间的增加,高碳锰铁粉的脱碳效果越来越好。在C:CO2为1:1.8条件下,将其混均后分别放入微波加热炉和马弗炉中,加热至为900℃、1000℃、1100℃、1200℃,保温时间60 min,进行脱碳对比试验研究。试验结果表明,微波加热效率远高于常规加热效率。在相同物料配比、脱碳温度和保温时间的条件下,微波加热的脱碳效果优于常规加热的脱碳效果,微波加热高碳锰铁粉脱碳后的金属损失率低于常规加热高碳锰铁粉脱碳后的金属损失率。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TF642

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 孙宏飞;微波场中高碳锰铁粉固相脱碳电磁性能研究[D];太原理工大学;2012年
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4 李凯;微波加热配加碳酸钙高碳锰铁粉固相脱碳显微结构研究[D];太原理工大学;2012年
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6 金洪;铁尾矿磁场场流分离技术研究[D];吉林大学;2008年
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