《火法冶金過程若干物理化學問題原位線上研究方法》是依託北京科技大學，由郭占成擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：火法冶金過程若干物理化學問題原位線上研究方法
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：郭占成
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
冶金工業的發展面臨資源與環境的巨大壓力，由於傳統冶金物理化學研究方法的局限使得新工藝、新技術的開發缺乏必要的科學理論支撐。本研究藉助於先進檢測與控制，在重點解決高溫過程微觀結構圖像的原位線上分析、高溫過程微量反應物/產物的線上供給、分離和分析、以及液固反應物的高溫物性線上測試等技術的基礎上，旨在獲得以下高溫冶金過程關鍵物理化學問題研究新方法：創建高溫過程礦相重構線上監測及表征方法；研發高溫氧化/還原過程中物料的抗壓強度線上測定與表征方法，並揭示強度與礦相結構的內在聯繫；建立兩相流微分反應動力學研究方法，獲得本徵反應機理和動力學參數；研發高溫、高壓及氣氛可控條件下高溫膠體和顆粒流體的粘度測定和表征方法；建立熔析結晶、超重力冶金研究方法，揭示高溫熔體凝固過程固相析出規律。最終為了解高溫冶金過程實時、微觀的物理化學本質建立系統的實驗檢測體系，同時為複雜礦高效冶煉技術開發提供基礎支撐。
結題摘要
本項目圍繞“冶金爐料高溫過程礦相重構及其對抗壓強度的影響”，建立了冶金爐料在不同氣氛、溫度條件下的礦相結構演變線上分析方法，完成了典型鐵礦石等在不同條件下的礦相結構變化研究；採用自行建立的原位觀察系統完成了鐵礦粉還原過程中顆粒表面結構和形貌變化的線上觀察與分析；採用自行建立的高溫線上抗壓強度分析檢測系統實現了對球團礦等在中性、還原氣氛下高溫加熱過程中抗壓強度的線上檢測；建立了高溫過程礦相重構線上監測及表征方法、以及線上測定高溫氧化/還原過程中球團/燒結礦/焦炭等的抗壓強度測定與表征方法。 圍繞“氣固兩相流微分反應動力學”，研發了微型流化床反應分析系統，實現了氣固反應動力學參數的線上測試；分別研究了粉煤氣固兩相流燃燒動力學、無煙煤燃燒反應性與動力學、以及鐵礦粉流態化還原的本徵動力學機理及數學模型；建立了氣固兩相流反應動力學的線上研究和分析方法。 圍繞“高溫膠體及顆粒流體高溫粘性與流變特性表征”，研發了顆粒流體高溫粘性測定裝置，實現了顆粒流體粘性在不同溫度條件下的粘性表征；並對表觀粘度測定原理進行了解析，研究了不同實驗參數對表觀粘度測定結果的影響，探討了鐵粉等顆粒性質等對其粘附性能的影響趨勢；同時研發了含固體質點的高溫金屬熔體的粘性表征及測試方法，並研究了高溫膠體的粘性與溫度、固體含量、顆粒尺寸之間的關係，提出了相應粘度預測模型；建立了高溫、高壓及氣氛可控條件下高溫膠體和顆粒的流體粘度測定和表征方法。 圍繞“熔析結晶及超重力冶金研究方法”，研發了可實現不同溫度、重力係數的高溫超重力實驗裝置；研究了典型熔渣的熔析結晶規律及有價相的超重力富集；實現了典型鋼水中非金屬夾雜物的去除，同時研究了超重力場對典型鋼種凝固組織的影響規律；實現了典型中低溫金屬熔體中非金屬夾雜物的分離，同時研究了超重力對典型二元金屬熔體凝固組織的影響規律；建立了熔析結晶、超重力冶金研究方法。
