昆明理工大学马鑫论文发表

教授，博士研究生导师，现任昆明理工大学校长，云南省中青年学术和技术带头人，教育部高等学校机械学科教学指导委员会委员，云南省机械工程学会副理事长、铸造分会理事长，云南省耐磨耐热耐蚀材料协会副理事长，中国机械工程学会磨损及失效预防委员会委员，中国机械工程学会铸造分会委员。1996年获云南省优秀教师称号，教育部第五届霍英东青年教师奖。 研究方向：金属耐磨材料加工、半固态材料加工。主持或参加了国家级、省部级科研项目及企业委托项目10余项，在国内外刊物上发表学术论文50余篇，其中被SCI、EI、ISPT收录论文10篇，获省科技进步奖2项科研成果“控制冷却贝氏体球墨铸铁”及“控制冷却贝氏体耐磨铸钢”实现产业化，取得了显著的经济效益。 教授，博士研究生导师，现任云南省新材料制备与加工重点实验室主任、昆理工鑫博科技有限公司总经理，兼任云南省热处理协会副理事长，云南省技术创新人才。 研究方向：功能材料和有色金属复合材料制备加工一体化新技术研究。先后主持过十二项国家和省部级课题的研究工作，其中国家高技术产业化推进项目一项；国家自然科学基金二项；云南省重大科技攻关项目二项；云南省省长基金一项; 云南省自然科学基金三项；云南省中小科技企业创新基金一项；云南省省院省校合作基金一项；中国有色高校科学基金一项。在国内外刊物或国际会议论文发表论文50余篇，其中有15篇论文分别被SCI，EI，ISTP收录。获得三项发明专利；六项实用新型专利。有五项科研课题通过云南省及有色总公司组织的专家鉴定,为国际先进水平。二项成果获省级科技三等奖。 教授，博士研究生导师，现任学校分析测试中心主任，云南省新材料制备与加工重点实验室副主任，中国材料研究学会理事，中国有色金属学会合金加工学术委员会委员，中国空间材料专业委员会委员。 研究方向：材料成形与加工技术及其工程模拟研究。近年来，主持和参加国家自然科学基金项目，云南省自然科学基金重点项目，云南省计委攻关项目，教育部重点科技项目，云南省自然科学基金项目，云南省教委科学基金项目，国家级教改项目等十余项。研究成果已公开发表50余篇论文，其中被SCI.、EI.收录6篇次，获1999年云南省自然科学三等奖一项，获2004年云南省教学成果一等奖一项，2005年获国家级教学成果二等奖。出版专著《复合带材异步轧制工艺基础及理论研究》一部。合作获发明专利三项。 教授，博士研究生导师。 研究方向：金属间化合物制备研究、机械合金研究、新材料制备研究。主持过云南省自然科学基金重点项目、国家自然科学基金、云南省科技厅国际合作项目、云南省自然科学基金等多项科研项目，发表论文50余篇，获云南省自然科学三等奖一项。 博士、教授，博士研究生导师，现任昆明理工大学教务处处长，兼任全国高职高专人才培养水平评估委员会委员、全国本科教育水平评估专家。 研究方向：材料制备与加工工程、计算机仿真模拟。共完成科研项目24项，先后在国内外学术刊物或学术会议上发表学术论文和专著39篇（本）；在国内主持或参加科研项目11项；主讲过8门专业基础课或专业课；独立编写约20万字的教材一本，并参加一本全国高等学校统编教材的编写工作，独立完成其中约5万字的章节。 教授，博士研究生导师。现任校光电子新材料研究所所长，中国物理学会会员，中物理学会光散射专业委员会副主任秘书长，美国材料科学研究会会员，国际拉曼光谱杂志顾问、编委，巴勒斯坦物理学会名誉会员，化学物理学报光谱与光谱分析，光散射学报编委、副主编。研究方向：光电子功能材料物理及应用、钙钛矿结构薄膜、纳米材料、拉曼光谱研究。发表学术论文200余篇，共获中国国家发明奖三等奖中国科学院自然科学二等奖和三等奖，邮电部技术进步三等奖，云南省自然科学技术二等奖六项，获授权专利7项。 研究员，博士研究生导师，现任理学院激光应用研究所所长，中国光学学会全息专业委员会委员，美国工程光学学会SPIE会员。享受国务院政府特殊津贴，2004年9月获全国优秀教师称号，2005年4月获云南省优秀工作者称号。研究方向：信息光学及数字图像处理研究。获云南省自然科学二等奖一项，科技进步三等奖两项；在国内外学术杂志发表研究论文50余篇，被SCI、EI、ISTP、SA等引用60余篇（次）；出版专著《激光热处理优化控制研究》和《激光的衍射及热作用计算》两部。 教授，博士研究生导师，现任材冶学院副院长。研究方向：功能材料 纳米材料主持、参加过包括云南省自然科学基金重点项目、国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划863计划子课题、国家科技攻关计划及科技型中小型企业技术创新项目子课题、云南省科技厅国际合作项目、云南省自然科学基金等多项科研项目，发表科研论文40余篇，目前国家高技术研究发展计划863计划子课题、云南省科技厅国际合作项目各一项。 博士，教授，博士研究生导师。 研究方向：生物组织工程支架材料。主持过教育部重点项目1项、省自然科学基金和省二层次人才基金4项科研；参与国家基金和省基金8项。承担二层次人才项目“溶胶-凝胶法制备梯度功能材料”的研究，现主持中-意国际合作项目“骨再生纳米复合材料”的研究，《激光与材料表面的相互作用和热场模拟》专著一部，在国内外学术杂志发表论文40余篇，其中属SCI检索源杂志的共10余篇。多年从事激光加工技术的研究和开发；溶胶-凝胶法制备新型催化剂载体、微滤和纳滤材料的研究开发；组织工程支架材料的研究和开发工作。 博士，教授，博士研究生导师。 研究方向：材料加工新技术近十年来，科研工作主要是对连续挤压理论和工程应用进行系统研究，1996年提出了多材料连续挤压复合的工艺原理。自主设计并制造了连续挤压复合工业机型，形成了示范性工艺流程，具有年产1000吨精密异型材的生产能力。根据连续挤压及喷射沉积的发展需求，2004年提出了喷射沉积连续挤压的技术集成思路，将先进的材料制备与成形技术相结合，为高性能材料的短流程、近终形、高成材率的加工提供一种新的方法，属于材料成形技术方面的前瞻性工作，目前在研项目为云南省应用基础研究重点项目“喷射沉积连续挤压高合金材料基础研究”。先后主持省基金、国家基金、云南省重点项目、省科技攻关、浙江省科技攻关等项目的研究工作 教授，博士，博士研究生导师。云南省中青年学术技术带头人后备人才。研究方向：多孔金属材料先后主持国家自然科学基金、云南省自然科学重点基金、国际合作等项目的研究。发表研究论文30余篇，SCI、EI收录10篇，授权国家发明专利5项，出版学术专著一部“有色金属矿产资源的开发及加工技术-加工部分”，出版“多孔泡沫金属”译著一部，获云南省科技进步二等奖1项。目前主要从事多孔金属材料（泡沫金属和金属蜂窝）的研究和开发工作。

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。

参考文献

［1］郑华伟，夏进朝，李博．武钢5号高炉锌负荷分析及控制［J］．炼铁，2014，33（2）：17－20．

［2］肖钊聚，高占锋．有害元素Zn对安源高炉生产的影响及对策［J］．炼铁，2013，32（5）：50－52．

［3］梁南山．涟钢高炉有害元素的分布与控制［J］．中国冶金，2014，24（6）：27－35．

［4］王西鑫．锌在高炉生产中的危害分析及其防治［J］．西安冶金建筑学院学报，1993，25（1）：91－96．

［5］李肇毅．宝钢高炉的锌危害及其抑制［J］．宝钢技术，2002（6）：18－20，24．

［6］李博，章铭明．武钢5号高炉低品位矿冶炼实践［J］．武钢技术，2014，52（6）：1－3．

［7］YangXuefeng，ChuMansheng，ShenFengman，etal．Mechanismofzincdamagingtoblastfurnacetuyererefractory［J］．ActaMetallurgicaSinica：EnglishLetters，2009，22（6）：454－460．

［8］黄小晓．原燃料中有害元素对高炉冶炼影响的研究［D］．昆明：昆明理工大学，2013：17－21．

［9］EsezoborDE，BalogunSA．Zincaccumulationdur－ingrecyclingofironoxidewastesintheblastfur－nace［J］．IronmakingandSteelmaking，2006，33（5）：419－425．

［10］尹慧超，张建良．烧结矿和球团矿吸附锌的规律及冶金性能变化的研究［J］．钢铁，2010，45（2）：15－18．

［11］康泽朋，李建朝，司俊朝，等．有害微量元素对邯钢高炉炉料冶金性能的影响［J］．钢铁研究，2014，42（3）：10－12，15．

［12］崔平，杨敏，彭静，等．焦炭反应性的多元素矿物催化研究［J］．钢铁，2006，41（3）：16－19．

［13］徐采栋，林蓉，汪大成．锌冶金物理化学［M］．上海：上海科学技术出版社，1979：55－158．

［14］吴小兵，张建良，孔德文，等．高反应性焦炭在日本的研究与进展［C］／／中国金属学会．2012年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集（上），2012：438－440．

［15］傅永宁．高炉焦炭［M］．北京：冶金工业出版社，1995：56．

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