张玉柱
,
鲍继伟
,
龙跃
,
邢宏伟
钢铁
用CaO对气淬钢渣进行调质重构,对不同CaO含量的气淬钢渣在不同温度条件下进行恒温热处理,利用金相显微镜和金相分析软件统计分析热处理后渣样中C2S等温析晶行为的规律,采用Arvami等人提出的JMA方程研究CaO对C2S等温析晶动力学的影响规律.结果表明:随着CaO含量的增加,钢渣中C2S结晶量呈现出先增加后减少的趋势,在碱度为3.25,恒温时间为30min时,C2S结晶量达到最大为64.06％.碱度为3.25时,C2S等温析晶活化能最小为-6.36 kJ/mol,此时C2S析晶的能量势垒最小,最有利于C2S析晶.
关键词:
气淬钢渣
,
碱度
,
动力学
,
等温析晶
龙跃
,
蔡振雷
,
张玉柱
,
邢宏伟
钢铁钒钛
doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2013.04.006
通过建立液态钢渣粒化过程的物理和数学模型,阐述液态钢渣气淬粒化工艺的粒化机理,利用FLUENT软件对不同条件下粒化过程流场进行数值模拟,模拟结果表明:氮气射流分为射流初始段、射流基本段和射流消散段三个阶段;射流的最高速度分布在射流中心线上,且速度的大小与射流的径向距离成反比;射流的冲击动能以及射流的流场分布规律对液态钢渣的粒化效果影响显著;拉瓦尔喷嘴的理想直径为D=10mm;马赫数的增加可提高射流的冲击动能,有利于钢渣的粒化.
关键词:
钢渣
,
气淬粒化
,
流场
,
喷嘴直径
,
马赫数
,
数值模拟
张玉柱
,
雷云波
,
李俊国
,
邢宏伟
,
韩志杰
,
龙跃
钢铁钒钛
采用扫描电子显微镜和化学分析方法对三种不同方式处理的钢渣中f-CaO的显微形貌及含量进行分析研究,试验结果表明,钢渣中弥散型f-CaO主要形成于C2S和C3S初晶、RO相形成和C3S分解等过程,其数量多、分布广、粒径较小；缓冷渣中氧化钙的典型显微形貌为灰色圆粒状、薄膜状、细小长条状；气淬渣中氧化钙的典型显微形貌为灰色薄膜状和细小长条状；热焖渣中氧化钙典型显微形貌为细小长条状；冷却强度对钢渣中f-CaO含量影响显著,因此冷却强度最弱的缓冷渣中f-CaO含量达到了6.96％,而冷却强度最高、经过水解的热焖渣中f-CaO含量只有0.55％；前期冷却强度高、后期冷却强度弱的气淬渣中f-CaO含量为2.28％；降低气淬钢渣粒径,可降低渣中f-CaO含量,从而提高其综合利用价值.
关键词:
钢渣
,
冷却强度
,
自由氧化钙
,
显微形貌
,
缓冷渣
,
气淬渣
,
热焖渣
龙跃
,
蔡振雷
,
张玉柱
,
邢宏伟
,
王旭
上海金属
通过建立液态钢渣粒化和凝固过程的物理和数学模型,利用FLUENT软件对不同条件下的粒化和凝固过程进行数值模拟.结果表明:氮气射流的冲击动能以及射流的流场分布规律对液态钢渣的粒化效果影响显著;0.5 MPa氮气压力下,温度场分布规律和粒化效果均好于0.3 MPa的;1 m/s风速下渣粒的凝固时间为1.45 s,340 m/s风速下渣粒凝固时间为0.25s,凝固时间缩短了1.2s.
关键词:
液态钢渣
,
气淬粒化
,
数值模拟
,
温度场
张玉柱
,
鲍继伟
,
龙跃
,
邢宏伟
冶金分析
将气淬处理钢渣在不同温度条件下进行恒温热处理,利用金相显微镜和金相分析软件统计分析气淬渣中C2S等温析晶和长大的规律,使用电子扫描电镜和能谱分析仪研究渣样的显微形貌和元素赋存状态,采用Arvami等人提出的JMAK方程研究C2S等温析晶动力学.结果表明:气淬钢渣等温结晶的适宜温度是1 450℃,恒温时间是30 min,采用此温度和时间,C2S的平均粒径为34.80 μm,结晶面积为60.97％,30 min后生长缓慢；气淬钢渣中C2S等温析晶的析晶活化能为-31.34 kJ/mol.
关键词:
气淬处理钢渣
,
C2S
,
动力学
,
析晶
张玉柱
,
雷云波
,
李俊国
,
邢宏伟
,
韩志杰
,
龙跃
冶金分析
doi:10.3969/j.issn.1000-7571.2011.09.003
利用X射线衍射法分析了钢渣(缓冷渣、气淬渣、热焖渣)中主要矿物组成,采用金相光学显微镜观察了其各自的显微形貌,并且采用平行截线法分析了具有相同形貌特征相的晶粒度.结果表明,由于化学组成相近,缓冷渣、气淬渣和热焖渣的主要物相均为硅酸二钙、RO相和铁酸钙,以及少量硅酸三钙、f-CaO和f-MgO；在三类钢渣中,C3S为黑色板状晶体,C2S为黑色圆粒状与枝状晶,铁酸钙相多为灰色无定形状,并以连续的形式填充于其他物相中；铁镁相多数呈现白色无定形状,连续延伸于黑色相与灰色相中；高温段冷却强度对钢渣中各类典型矿物晶粒度的影响较大,呈现出冷却强度越高,矿相晶粒度越小的趋势,因此热焖渣矿物晶粒度最大、气淬渣矿物晶粒度最小、缓冷渣矿物晶粒度居中.
关键词:
缓冷渣
,
气淬渣
,
热焖渣
,
显微结构
,
矿物组成
,
晶粒度
龙跃
,
张玉柱
,
李俊国
,
邢宏伟
,
王少宁
,
雷云波
中国冶金
气淬粒化钢渣工艺是一种全新的干法处理钢渣工艺,此工艺既可以干法处理钢渣又可以对液态钢渣的显热进行高效回收.同时,通过对气淬粒化工艺过程进行有效控制可为钢渣制备高附加值产品奠定基础.采用不同孔型的拉瓦尔喷嘴喷吹不同粒径石英砂,冷态模拟液态钢渣气淬粒化过程中渣粒的飞行轨迹,通过正交实验方法研究不同条件下渣粒落地距离和落地宽度,为气淬粒化液态钢渣粒化室和喷嘴结构设计提供理论参考依据.
关键词:
石英砂
,
冷态模拟
,
试验
,
设计参考
张玉柱
,
龙跃
,
邢宏伟
,
鲍继伟
,
吴贺
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.b0yuan.issn1001-0963.20130260
用Al2O3对气淬钢渣进行调质重构,将不同Al2O3含量的气淬钢渣在不同温度条件下进行恒温热处理,利用金相显微镜和金相分析软件研究热处理后渣样中矿物等温析晶行为的规律,采用JMA方程研究Al2O3对气淬钢渣等温析晶动力学的影响规律.结果表明:Al2O3含量的增加,钢渣中C2S,C3S结晶量呈现出减少的趋势,钢渣中C3A呈现出增加的趋势,但趋势不明显.Al2O3含量的增加,会使C2S等温析晶活化能变大,C3S等温析晶活化能略有变小,不利于C2S和C3S析晶,有利于C3A析晶;当Al2O3质量分数为3.58％时,C3A等温析晶活化能为-2.32 kJ/mol.
关键词:
气淬钢渣
,
Al2O3
,
动力学
,
等温析晶
邢宏伟
,
王晓娣
,
龙跃
,
张玉柱
钢铁钒钛
通过建立球形熔渣凝固过程的物理和数学模型,利用现代CFD设计软件FLUENT对不同粒径渣粒的凝固过程进行了数值模拟,得到了凝固过程中渣粒和周围气体的温度场,从而确定了渣粒完全凝固的时间,为熔渣粒化和余热回收设备的设计提供了理论基础.结果表明:渣粒初始温度1 823 K,渣粒直径为1～3 mm,冷却气体温度为373 K,冷却气体流速为1～20 m/s时,液态钢渣相变过程在2 s内释放出80%以上的热量.说明在氮气冷却条件下,只要保证一定的冷却时间,即可保证钢渣余热回收.
关键词:
粒化钢渣
,
相变
,
传热
,
温度场
,
凝固时间
,
余热回收
,
数值模拟
李俊国
,
曾亚南
,
韩志杰
,
龙跃
,
邢宏伟
,
张玉柱
钢铁钒钛
液态钢渣粒化是对其显热进行回收的关键,因此需要设计出合理的气体喷嘴结构形式和布置形式,从而有利于渣滴在下落过程中凝固形壳.利用Fluent软件对不同结构气淬喷嘴的气体射流流场进行数值模拟,与冷态试验结果相比较,结果表明:laval型组合式喷嘴具有射流集中、扩张程度较低的特点,适于对液态钢渣进行气淬粒化.不同马赫数喷嘴射流在喷嘴出口前融合的距离分别为250、265、300 mm,形成流速较为均匀的气体射流,利于钢渣的稳定飞行;随着马赫数增加,出口气体流速随之增加,出口气体温度逐渐降低,有利于渣粒冷却.
关键词:
钢渣
,
粒化
,
拉瓦尔型喷嘴
,
流场
,
数值模拟
