锌对炼铁炉料冶金性能的影响论文
摘要 :采用醋酸锌水溶液浸泡加锌的方法制备不同含锌量的烧结矿和焦炭试样,并对烧结矿试样进行低温还原粉化率及还原性指标的测试,对焦炭试样进行CO2反应性及反应后强度的测试。结果表明,随着含锌量的增加,烧结矿的RDI+3.15和RDI+6.3减小而RDI-0.5明显增大,间接还原速率和RI降低,焦炭的CRI增高而CSR降低,烧结矿中锌含量的增加使其低温还原粉化性和还原性变差,同时焦炭中锌含量的增加使其热性能变差;与喷洒ZnSO4水溶液加锌方法相比,采用醋酸锌水溶液浸泡加锌方法能更准确地确定ZnO对焦炭热性能的影响程度。
关键词 :钢铁材料论文
高炉中的锌主要来源于炼铁原料,包括铁矿石、焦炭和循环回收物[1-3]。同时,锌在高炉内部还会不断地进行循环富集,使得高炉内炉料的锌含量远远超过从炉顶加入时炉料的锌含量[4-5]。为此,研究者们针对锌在高炉内的分布、高锌负荷下的适宜高炉操作制度、锌对高炉耐火材料及冶炼过程的影响机理等问题开展了大量研究[6-9]。既有研究中,向铁矿石和焦炭中加锌的方法有多种。尹慧超等[10]采用熏蒸法向铁矿石表面引入锌,研究了锌对铁矿石低温还原粉化性的影响。康泽朋等[11]采用向试样表面喷洒ZnSO4溶液的方法研究了锌对铁矿石低温还原粉化性和焦炭反应性、反应后强度的影响,但是一方面ZnSO4在650℃左右才开始分解,在铁矿石低温还原粉化率的测试温度(500℃)下ZnSO4不会分解生成ZnO,所以喷洒ZnSO4不适合用于锌对铁矿石低温还原粉化性影响的研究;另一方面,在720℃下ZnSO4即可剧烈分解,因而在1100℃下进行焦炭热性能试验时,它所分解生成的SO3对焦炭反应有催化作用[12],这显然会妨碍对锌含量与焦炭热性能之间的内在关系作出正确的判断。此外,有关锌对铁矿石还原性的影响也尚未见有文献报道。为此,为了较好地模拟高炉块状带内炉料吸附ZnO粉末的现象,本文采用了醋酸锌水溶液浸泡的方法向试样中添加ZnO,研究ZnO含量对包括铁矿石还原性在内的高炉炉料各种冶金性能的影响。
1试验
1.1试样制备
试验所用的烧结矿和焦炭均取自武汉钢铁(集团)公司五号高炉生产现场。烧结矿的化学成分如表1所示。焦炭的工业分析结果如表2所示。2H2O)为分析纯。二水合醋酸锌可溶于水,在200℃以下即可脱去结晶水,生成的无水醋酸锌在242℃下熔融,在370℃下完全分解为ZnO。本文根据醋酸锌的这些特性,设计了醋酸锌水溶液浸泡烧结矿和焦炭加锌的方法,具体如下:首先根据需要配制一定质量百分比浓度的醋酸锌水溶液,将试样放在其中浸泡并煮沸一段时间,取出进行滤水、干燥和称重,求得向试样中添加的二水合醋酸锌的质量,在后续的炼铁炉料冶金性能的试验过程中,加入的二水合醋酸锌将脱除结晶水并分解变成固体ZnO。ZnO占未浸泡试样的质量百分比即为试样的ZnO增量。通过调节醋酸锌水溶液的浓度和煮沸时间可以比较准确地控制试样的加锌质量。分别取粒度为10~12.5mm的烧结矿每份500g和粒度为21~25mm的焦炭每份200g进行浸泡加锌,加锌方案如表3所示。
1.2测试方法
铁矿石低温还原粉化性能的测定根据GB13242—92规定的方法进行。测定时模拟高炉上部条件:温度500℃,反应时间60min,气体成分为:N2、CO、CO2的体积分数分别为60%、20%、20%,气体流量15L/min,转鼓总转数300r、转速30r/min。烧结矿的还原性依据GB13241—91规定的检测方法进行检测,实验条件为:温度900℃,反应时间180min,气体成分为:N2、CO的体积分数分别为70%、30%,气体流量15L/min。焦炭反应性和反应后强度按照GB/T4000—2008规定的方法测定,实验条件为:温度1100℃,反应时间120min,纯CO2气体,气体流量5L/min,转鼓总转数600r、转速20r/min。
2结果与分析
2.1加锌对烧结矿低温还原粉化性能的影响
加锌前后烧结矿试样的低温还原粉化指数RDI+3.15、还原强度指数RDI+6.3和磨损指数RDI-0.5如图1所示。从图1中可以看出,随着烧结矿中ZnO含量的增加,RDI+3.15和RDI+6.3均呈减小趋势,而磨损指数RDI-0.5呈上升趋势,表明随着ZnO含量的.增加,烧结矿的低温还原粉化性能变差。ZnO与Fe2O3合成为铁酸锌的反应开始温度为500℃,且随着温度的升高反应速度加快[13]。低温还原粉化率测试试验的温度刚好为500℃,因此推测所加入氧化锌中的一部分能够与烧结矿中的赤铁矿反应生成铁酸锌,而且因为温度较低,生成的铁酸锌难以被CO还原分解而保持稳定。铁酸锌属于尖晶石型矿物,等轴晶系,密度为5.20g/cm3,而赤铁矿属于六方晶系,密度为4.9~5.3g/cm3,二者在晶形和密度方面差异明显,意味着新生成的铁酸锌会从大块赤铁矿上剥离下来形成粉末,并可能使赤铁矿的强度降低。这可能是导致烧结矿低温还原粉化性能变差特别是磨损指数RDI-0.5急剧增大的内在原因。
2.2加锌对烧结矿还原性的影响
对加锌烧结矿进行还原性实验,得到试样的失重量(包含烧结矿失重量与氧化锌失重量)随还原时间的变化曲线如图2所示。分析图2中的失重曲线可知,当还原时间在60min之内时,不同ZnO含量烧结矿的失重速率均较大,且失重量的值相差不大,其原因是,在还原的初始阶段,主要是由于矿石表面的ZnO和铁的氧化物被CO还原而造成的失重,ZnO对烧结矿的还原过程没有明显的抑制作用;反应时间为60~120min时,反应在矿石颗粒的内部进行,ZnO含量高的矿石因为开口气孔被ZnO粉末堵塞的机会较多,减少了CO与铁氧化物的接触机会,而且铁酸锌的生成数量也较多,所以随着ZnO含量的增加,试样的失重速率逐渐减小;反应时间为120~180min时,4种ZnO含量烧结矿的还原速率均趋近于零,表明此阶段的还原反应基本上已经结束。对还原性试验后的烧结矿样品进行SEM和EDS分析可知其中残留的Zn元素极少,因此可以假定试验结束时试样中没有ZnO残留,则由180min时的失重量计算可得烧结矿各试样的还原度RI如表4所示。从表4中可知,随着烧结矿中锌含量的增加,烧结矿的还原性变差,且ZnO增量对RI值的影响基本上是线性的,增幅为-7.13%(RI)/1%(w(ZnO))。烧结矿间接还原受阻意味着高炉焦比可能升高。ZnO对烧结矿还原反应有阻碍作用的原因可能有两点:一是黏附在烧结矿颗粒表面和开口气孔壁上的ZnO粉末妨碍了氧化铁与CO的接触;二是ZnO与Fe2O3反应会生成铁酸锌,而铁酸锌的还原分解要求较高的动力学条件,结果妨碍了铁矿石的还原[13]。
2.3加锌对焦炭热态性能的影响
不同加锌量焦炭试样的反应性(CRI)和反应后强度(CSR)的测试结果如表5所示。从表5中可以看出,随着ZnO增量的增加,焦炭的CRI值呈增大的趋势,而CSR值则有着相应降低的趋势,表明ZnO对焦炭热性能有负面的影响。影响焦炭反应性的因素主要分为两大类:一是焦炭的微观结构,其中焦炭的石墨化程度和炼焦煤煤种产生的影响最大;二是外在因素的影响,主要包括焦炭的气孔率、气孔结构和内在矿物质的影响。焦炭气孔率越大,气孔分布越均匀,焦炭的反应性就越高;矿物质中的碱金属对焦炭的气化反应影响最大,其次为碱土金属和过渡元素[14],而ⅡB族元素(锌、镉、汞)因在形成稳定配位化合物的能力上与传统的过渡元素相似,故常常也将其归入过渡元素范围。本研究中,由于在焦炭中加入了ZnO,而ZnO在焦炭反应性实验条件下很容易被碳还原为锌蒸气,使焦炭气孔率增加,在一定程度上起到促进气化反应的作用,从而使CRI值增大。另一方面,与碱土金属类似,金属锌和ZnO之间的转化符合电子迁移理论和氧迁移理论的条件[15],故锌对气化反应也起到一定的催化作用。增大气孔率和催化气化反应这两方面的作用,使得ZnO的添加提高了焦炭的CRI,而CSR则由于焦炭气孔率增大和气化反应增强而减小。文献[11]报道,焦炭中的w(ZnO)由0.06%增加到3.09%时,CRI从20.77%增至25.53%,升高了近5个百分点;CSR约从70%降至60%,下降了约10个百分点。而本研究中,ZnO增量由0增至3.45%时,CRI从25.44%增大到28.89%,增加了3.45个百分点,CSR从61.62%降至57.42%,下降了4.2个百分点。两相比较发现,在焦炭中ZnO增量基本相同的情况下,本文测定的ZnO对CRI的影响幅度只有文献[11]中的70%左右,对CSR的影响幅度只有文献[11]中的40%左右。这可能是由于锌的添加方法不同引起的,文献[11]中采用的是喷洒ZnSO4水溶液的方法,ZnSO4在1100℃下分解生成SO3,而SO3对焦炭气化反应也有明显的催化作用,结果显得ZnO对焦炭热性能的影响程度较大。
3结论
(1)随着烧结矿中ZnO含量的增加,烧结矿低温还原粉化指数RDI+3.15减小,还原强度指数RDI+6.3减小,磨损指数RDI-0.5明显增大。烧结矿中锌含量的增加使烧结矿的低温还原粉化性变差。低温还原粉化性能变差的原因可能是因为加入ZnO使烧结矿在低温还原反应中生成的铁酸锌和赤铁矿在晶形和密度方面有较大差异造成的。
(2)烧结矿中锌含量的增加使烧结矿的还原性变差,烧结矿的还原度RI降低幅度与ZnO增量基本上呈线性关系。还原性变差的原因一方面是因为烧结矿的开口气孔被ZnO阻塞,另一方面可能是因为生成的铁酸锌难以被CO还原分解,阻碍了Fe3+的还原。
(3)随着焦炭中ZnO含量的升高,烧结矿CRI随之升高,CSR则随之降低。焦炭中锌含量的增加使焦炭的热性能变差。焦炭热性能变差的原因,一方面是因为ZnO本身与C反应使焦炭的气孔率增大,另一方面是因为Zn元素对焦炭气化反应有催化作用。
(4)与喷洒ZnSO4水溶液加锌方法相比,采用醋酸锌水溶液浸泡加锌方法能更准确地确定ZnO对焦炭热性能的影响程度。
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引 论代数学是数学的一个基本分支,是其他数学分支的基础。它所处理和研究的数学对象是抽象的代数符号与概念,如整数.有理数.多项式.理想等。计算机代数是以计算机为工具处理研究代数对象的一门新兴科学。它是符号计算的一个主要分支。代数算法的设计.分析.实现及应用构成了计算机代数的主要研究内容代数计算冗长繁复。常常让人望而生畏。传统的笔纸演算耗时费力又易出错,因而不可能用于大规模的计算。现代计算技术为大型符号计算提供了条件。于是如何将基本代数理论算法化.精确化.效率化,如何将有效的算法在计算机上有小弟实施,建立完整易用的软件系统,并用来处理形形色色的代数计算就是需要研究的问题。对这些问题的研究便形成了计算机代数这门科学。本综合报告的内容将就这门学科的多项式部分进行简单的研究与分析,Maple软件的介绍及在多项式方面的应用.摘 要计算机代数的发展始于20世纪60年代初期。其标志是美国J.Slagle在1961年用表处理语言Lisp所写的第一个自动积分程序SAINT。随后,几个基于Fortran和Lisp的符号计算系统,如PM,MATHLAB,ALPAK等,相继出现。这些早期的系统主要在美国的麻雀理工学院.贝尔实验室和IBM公司研制开发的。现在,已有多种数学软件供我们使用,是我们可以应用计算机软件辅助进行数学包括高等代数的学习.研究.,而不只靠纸笔演算了。软件系统是计算机代数中的算法和应用的桥梁。先进的算法只有通过软件才能在应用中发挥其应有的效力和作用。利用日新月异的计算机硬件和技术所开发的高性能.多功能.简单易用的软件已逐渐是大量的数学研究.教学赫英勇走向机械化.自动化和计算机化。数学软件是指能在现代电子计算机上运行的程序和储存的数据,它们可以用来在计算机上表示和处理数学概念.符号和知识,进行数学计算.推理.编程和绘图数学活动。数学软件是各种算法和策略在特定程序设计语言和计算机硬件上的具体实现。数学软件的种类繁多.功能不一。知识处理软件:TEX/LATEX,MathML。数值计算软件:LAPACK,Matlab。符号计算软件:Maple,Mathematica.绘图与视化软件:AutoCAD,JavaView.Maple 求解多项式一多项式的介绍1. 多项式的定义定义1 数环R上一个文字x的多项式或一元多项式指的是形式表达式 ⑴ ... ,这里n是非负整数而 , , ,..., 都是R中的数。 在多项式⑴中, 叫做零次项或常数项, 叫做一次项,一般, 叫做i次项, 叫做i次项的系数。定义2 若是数环R上两个一元多项式 f(x)和g(x)有完全相同的项,或者只差一些系数为零的项,那么f(x)和g(x)就说是相等f(x)=g(x)⑵ ... , 定义3 叫做多项式⑵的最高次项。非负整数n叫做多项式⑵的次数。二多项式的运算根据以上定义,R上两个多项式f(x),g(x)的和.差.积的系数都可以用f(x)和g(x)的系数的和.差.积表示出来。由于f(x)和g(x)的系数都属于数环R,所以它们的和.差.积也都属于R,所以R上两个多项式的和.差.积仍是R上的多项式。1. 加法交换律:f(x)+g(x)=g(x)+f(x)2. 加法结合律:(f(x)+g(x))+h(x)=f(x)+(g(x)+h(x))3. 乘法交换律:f(x)g(x)=g(x)f(x)4. 乘法结合律:(f(x)g(x))h(x)=f(x)(g(x)h(x))5. 乘法对加法的分配律:f(x)(g(x)+h(x))=f(x)g(x)+f(x)h(x)三多项式的定理定理1.设f(x)和g(x)是数环R上两个多项式,并且f(x) 0,g(x) 0.那么(i) 当f(x)+g(x) 0时。 (f(x)+g(x))) max( (f(x)), (g(x)));(ii) (f(x)g(x))= (f(x))+ (g(x)).推论1:f(x)g(x)=0必要且只要f(x)和g(x)中至少有一个是零多项式。推论2:若是f(x)g(x)=f(x)h(x),且f(x) 0,那么g(x)=h(x).四多项式的整除性定义 令f(x)和g(x)是数域F上多项式环F[x]的两个多项式。如果存在F[x]的多项式h(x),使 g(x)=f(x)h(x),我们就说,f(x)整除(能除尽)g(x)我们用符号f(x)|g(x)表示f(x)整除g(x),用符号f(x)| g(x)表示f(x)不能整除g(x)。五多项式整除性的一些基本性质① 如果f(x)|g(x),g(x)|h(x),那么f(x)|h(x).② 如果h(x)|f(x),h(x)|g(x),那么h(x)|(f(x) g(x))③ 如果h(x)|f(x),那么对于F[x]中任意多项式g(x)来说,h(x)|f(x)g(x).④ 如果h(x)| (x),i=1,2,...,t,那么对F[x]中任意 (x),i=1,2,...,t,h(x)|( (x) (x) (x) (x) ... (x) (x))⑤ 零次多项式,也就是F中不等于零的数,整除任一多项式。⑥ 每一个多项式f(x)都能被cf(x)整除,这里c是F中任一不等于零的数。事实上,f(x)= (cf(x)).⑦ 如果f(x)|g(x),g(x)|f(x),那么f(x)=cg(x),这里c是F中一个不等于零的数。 Maple的介绍 (1)Maple概略Maple是主要的通用计算机代数系统。它都是流行的商业软件,并且能在多种操作系统下运行。Maple是一个用于解决各种数学问题的高效.交互式.容易使用的通用计算机代数系统.它为科学工作者.工程师.教师和学生提供了一个可以用来处理代数表达式,进行符号与数值计算,用二维和三维图形和动画来视化数学对象的完整数学平台。Maple不仅有非常丰富的函数库,而且提供了高级数学编程语言。它可以在微软视窗.Macintosh.Unix/Linux等操作系统下运行。如今,Maple已被广泛用于数学.密码学.控制论.物理学.生物学.商学.经济学和工程技术,是众多高等院校科学和工程实验室的标准科研与教学工具,它的用户遍及全球。(2)Maple计算Maple中有3000多个用于符号与数值计算的函数,它们为解决各种数学问题提供了极大的灵活性。这些函数能进行的计算包括标准的数学运算如整数运算.多项式运算.积分.微分.求和.求积.解方程.级数展开和极限计算等,以及其他专门数学领域中的特殊函数。(3)Maple界面Maple结合了强大的数学计算功能与先进直接的界面。计算.结果.图形和文字在同一份文档中显示,因而可以保存和注解计算步骤,之后还可以编辑修改并直接运行其中的Maple指令。Maple使用标准的数学记号,因此屏幕上显示的数学和我们在书本上看到的数学一样。这使得学生能够很容易地解释和检查所得的表达式。Maple还提供了几种使用鼠标键入和求值表达式的方式。内容敏感的选项单让用户不需学习编程语言的语法.不必记忆指令名称就能使用Maple处理它所产生的数学对象。Maple还集成了NAG的数值计算程序库,并与数值计算软件Matlab有接口。(4)Maple编程除丰富的指令函数外,Maple还提供了一种高级程序设计语言。这种易学易用的语言能让用户通过添加自己的程序来扩充Maple的函数和功能。Maple 求解多项式例1:下面是一个 ,..., 的整系数多项式F= + - - + +3 .不难看出coef(F, )=-1,coef(F, )=0deg(F, )=1,deg(F, )=2,tdeg(F)=3,切F不是齐次的。设 Q= 为任一多项式。定义P与Q的和为P+Q:= ,其中( ,..., ),...,( ,..., )是( ,..., ),...,( ,..., ),( ,..., ),...,( ,..., )中所有互不相同的n元组,而 有构造n元组 u=1,...,t;v=1,...,s,并令( ,..., ),...,( ,..., )为它们中所有互不相同者。定义P与Q的积为P•Q:= ,其中 例2:考虑多项式F= +1,G= 关于y,相应的R和Q可如下计算: 由此即得 简化得 符号计算系统的最基本功能是处理符号表达式,多项式则是最基本的符号表达式。从下面的例子中可以看到Maple可以用各种方式处理多项式.三角表达式.指数与对数等数学表达式。>factor(x^4+2*x^3-12*x^2+40*x-64); (x-2)( )>expand((x+1)^5); >simplify(exp(x*(log(y))); >simplify(sin(x)^2+cos(x)^2); 1>expand((x^2-a)^3*(x+b-1)); >expand(cos(4*x)+4*cos(2*x)+3,trig); 8 >combine(4*cos(x)^3,trig); cos(3x)+3cos(x)总结:随着计算机与数学的发展,计算机软件与数学研究已密不可分。无论是maple还是matlab等等,学习数学都将越来越简单化!参考文献:《Maple教程》 何青 王丽芳编著 科学出版社,2006《计算机代数》王东明 夏壁灿 李子明编著清华大学出版社, 2007《Maple经典》何青 王丽芳 袁荣译高等教育出版社, 2002
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一)申报评审正高级职务任职资格的人员,在聘任副高级职务以来,须有由本人独立撰写或作为第一撰写人、执笔人(以期刊中标注为准),在国家权威学术刊物(不含增刊、副刊、专刊、专辑)全文发表本专业学术论文1篇以上。(二)申报评审副高级职务任职资格的人员,在聘任中级职务以来,须有由本人独立撰写或作为第一撰写人、执笔人(以期刊中标注为准),在省部级以上学术刊物(不含增刊、副刊、专刊、专辑)或在正式出版的全国学术会议论文集上发表本专业学术论文1篇以上。(三)申报评审中级职务任职资格的人员是否要求在学术刊物上发表论文,由各部门、各单位自行确定。学术技术性较强的部门和单位,一般应该要求有正式发表的论文。不要求正式发表论文的人员,必须提交l篇本人撰写、有一定学术价值的技术指告或专业技术工作经验总结。应鼓励申报评审中级职务任职资格的人员钻研专业理论,撰写学术论文,在其他条件相同的情况下,正式发表论文者优先晋升中级职务。(四)独立完成或作为第一完成人公开出版了本专业专著、教材,可视为已达到在国家级学术刊物上发表论文的要求。在1部公开出版的本专业学术专著、教材中撰写3万字以上,可视为已达到在省部级学术刊物上发表论文的要求。(五)由于技术保密等原因,国家有关部门规定不得公开发表论文的部门、单位,专业技术人员可用在本部门、单位内部发行的刊物上发表的论文,或在有关学术技术会议上交流的论文代替公开发表的论文,并附国家有关保密规定。我国对职称论文的一些规定就是要求职称论文发表在正规正刊上,如果论文投稿在增刊或者论文集上的话也是无效的,在评审职称的时候是不能用的。具体如下:下列情况一般不作为学术论文对待:1.评论、文摘、短篇报道、科普文章、科技新闻等,以及不足一个印刷页的资料;2.会议简报、动态、讲座等资料性质的材料。关于职称论文的基本介绍小编就给大家总结这么多,如果您还有什么不明白的地方可以详细咨询本站编辑相关问题。甘肃省优秀期刊推荐:《甘肃水利水电技术》《甘肃水利水电技术》(月刊)
不好。1、字数。论文论点明确,内容充实,数据可靠,文字精练,语言通顺。来稿以8000-10000字左右(含图表、参考文献)为宜,重大题材的文章不超过12000字。2、复制率。文章的复制率要求为10%以内。
我印象里,应该是个双核吧,双核投稿岂止不容易,各种要求,要求有深度有思想,现在还要求作者是二本以上单位院校,要求博士或者副高,要求有课题,真是麻烦,去年我的几个客户投稿广西社科,就一个C扩,录用率不过一半,唉……总之,好好写稿子吧
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