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白钨矿和氧化钼直接还原合金化的理论分析及工业试验

李正邦 , 郭培民 , 张和生 , 林功文 , 冯仲渝 , 邓旭初 , 李顺成 , 李崎

钢铁

对白钨矿和氧化钼直接还原合金化进行了热力学和动力学计算和分析.炼钢过程中,[C]、[Si]、[Al]都能还原白钨矿和氧化钼.(WO3)和(MoO3)还原过程的限制性环节分别是WO3及MoO3在熔渣中的扩散.并成功进行了全部用白钨矿和氧化钼冶炼高速钢M2(M2Al)的工业试验.

关键词: 白钨矿 , 氧化钼 , 直接还原 , 高速钢

基于BP神经网络的非晶相外标定量分析

郑毅 , 郭培民 , 王海风 , 方建锋 , 柳春兰

钢铁研究学报

说明了非晶相不能用Rietveld方法来定量的原因。BP神经网络可以实现非线性的映射关系,非晶相的含量与其本底的高度存在一一对应关系,将两者联系了起来。用本底和衍射峰面积的数据,通过神经网络计算来求得非晶相的含量,所得结果优于多项式及S函数计算所得结果。同时指出了BP神经网络计算方法的适用范围。

关键词: 外标法;BP神经网络;非晶

煤基低温冶金技术的研究

赵沛 , 郭培民

钢铁

高炉炼铁法和熔融还原法属于高温冶金流程,其缺点是能耗高、污染严重.气基直接还原法受我国天然气资源的限制,很难得到发展.煤基直接还原法由于生产力低、能耗过高,发展缓慢.煤基低温快速还原炼铁新工艺,能够在600 ℃左右实现煤粉快速还原铁矿粉,具有还原温度低、效率高、能耗低、污染小等特点,有望成为一种有前途的炼铁工艺.新工艺不仅能处理铁矿粉,还能处理钒钛磁铁矿和钛铁矿等矿种.在实验的基础上,提出了煤基低温冶金学.

关键词: 煤基冶金 , 低温还原 , 炼铁 , 新工艺

电渣重熔体系电毛细振荡的动态模拟

张家雯 , 郭培民 , 杨海森 , 李正邦

钢铁研究学报

通过理论分析和交、直流电动态模拟试验证实了交流电渣重熔体系存在电毛细振荡;交流电频率越高,渣-金界面的振荡频率越大,振幅随之减小;在直流电渣重熔过程中,渣-金界面不存在电毛细振荡.

关键词: 电渣重熔 , 电毛细振荡 , 交流电 , 直流电

焦炉煤气自重整炉气成分与温度变化规律研究

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

用双参数模型估算复合氧化物比热容

郭培民 , 赵沛

钢铁研究学报

提出了估算二元复合氧化物比热容的双参数模型.用此模型可估算由CaO、SiO2、TiO2等44个简单氧化物之间形成的二元复合氧化物的比热容,涉及硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、硼酸盐、磷酸盐、碳酸盐、硝酸盐等多个复杂体系.在估算已知的300个二元复合氧化物比热容时,平均误差为3.79 J/(mol·K),标准差为4.97 J/(mol·K).用此双参数模型还可估算三元复合氧化物的比热容,在估算已知的28个三元复合氧化物比热容时,相对误差的平均值为3.9%,相对误差的标准差为4.3%.

关键词: 比热容 , 复合氧化物 , 双参数模型

典型离子化合物标准熵的估算模型

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

用双参数模型估算复合氧化物比热容

郭培民 , 赵沛

钢铁研究学报

提出了估算二元复合氧化物比热容的双参数模型。用此模型可估算由CaO、SiO2、TiO2等44个简单氧化物之间形成的二元复合氧化物的比热容,涉及硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、硼酸盐、磷酸盐、碳酸盐、硝酸盐等多个复杂体系。在估算已知的300个二元复合氧化物比热容时,平均误差为379 J/(mol·K),标准差为497 J/(mol·K)。用此双参数模型还可估算三元复合氧化物的比热容,在估算已知的28个三元复合氧化物比热容时,相对误差的平均值为39%,相对误差的标准差为43%。

关键词: 比热容;复合氧化物;双参数模型

利用粉体纳米晶化促进低温冶金反应的研究

赵沛 , 郭培民

钢铁

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20 μm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100 nm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.

关键词: 低温冶金 , 纳米晶 , 机械化学

CaO-FeO-SiO2-Cr2O3-MoO3不锈钢渣系活度计算及其应用

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

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