石灰作為一種重要的工業(yè)原料,在冶金、建筑、供電等行業(yè)都得到廣泛的使用。特別是在煉鋼過(guò)程中,石灰可起到脫磷、脫硫的作用,其活性直接影響煉鋼過(guò)程的化渣速度,進(jìn)而影響熔渣的堿度、粘度和渣/鋼間的化學(xué)反應(yīng)能力。轉(zhuǎn)爐中使用石灰石代替活性石灰煉鋼造渣工藝,利用鋼水物理熱直接快速分解石灰石,降低煉鋼造渣成本,減少回轉(zhuǎn)窯CO₂排放,解決了石灰冷卻運(yùn)輸過(guò)程中潮解和碳酸化的問(wèn)題。研究轉(zhuǎn)爐中使用石灰石代替石灰煉鋼可行性、石灰石如何獲得高活性度以及如何提高石灰石煉鋼的化渣效果等問(wèn)題逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。本文以轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡為基礎(chǔ),建立轉(zhuǎn)爐富余熱量與CaO理論替代比之間的關(guān)系,分析了鐵水成分與溫度、廢鋼加入量及轉(zhuǎn)爐出鋼溫度對(duì)CaO理論替代比的影響;在轉(zhuǎn)爐成渣溫度（1200℃～1500℃）下,對(duì)不同粒徑不同時(shí)間石灰石煅燒產(chǎn)物的活性度、氣孔率、比表面積、體積密度等物化性質(zhì)變化進(jìn)行研究,并利用SEM-EDS測(cè)定樣品的微觀結(jié)構(gòu)。模擬濺渣護(hù)爐后和開(kāi)吹后分批次將石灰石投入轉(zhuǎn)爐造渣兩種情況,分別對(duì)其限制性環(huán)節(jié)進(jìn)行推導(dǎo)并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合分析,確定了各自適宜的石灰石分解動(dòng)力學(xué)模型;研究了石灰石在轉(zhuǎn)爐渣... 

【文章來(lái)源】：武漢科技大學(xué)湖北省

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 石灰石概述
        1.1.1 石灰石簡(jiǎn)介
        1.1.2 石灰石的種類及用途
    1.2 石灰概述
        1.2.1 石灰簡(jiǎn)介
        1.2.2 石灰的化學(xué)性質(zhì)
        1.2.3 石灰的物理性質(zhì)
        1.2.4 冶金石灰
        1.2.5 活性石灰
3分解熱力學(xué)">    1.3 CaCO₃分解熱力學(xué)
3分解動(dòng)力學(xué)">    1.4 CaCO₃分解動(dòng)力學(xué)
3分解動(dòng)力學(xué)模型">        1.4.1 CaCO₃分解動(dòng)力學(xué)模型
3縮小的未反應(yīng)核模型">        1.4.2 CaCO₃縮小的未反應(yīng)核模型
        1.4.3 界面化學(xué)反應(yīng)為限制性環(huán)節(jié)時(shí)反應(yīng)模型
        1.4.4 內(nèi)擴(kuò)散為限制性環(huán)節(jié)時(shí)反應(yīng)模型
        1.4.5 外擴(kuò)散為限制性環(huán)節(jié)時(shí)反應(yīng)模型
3分解">        1.4.6 熱分析動(dòng)力學(xué)研究CaCO₃分解
    1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝
        1.5.1 轉(zhuǎn)爐煉鋼簡(jiǎn)介
        1.5.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展過(guò)程
    1.6 活性石灰煉鋼
        1.6.1 活性石灰生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程
        1.6.2 活性石灰煉鋼反應(yīng)原理與過(guò)程
        1.6.3 活性石灰相關(guān)研究
    1.7 石灰石代替活性石灰煉鋼
    1.8 課題研究背景、目的及內(nèi)容
        1.8.1 課題研究背景和目的
        1.8.2 課題研究?jī)?nèi)容
    1.9 課題研究技術(shù)路線及方法
第2章 基于轉(zhuǎn)爐熱平衡的石灰石CaO理論替代比研究
    2.1 轉(zhuǎn)爐物料平衡計(jì)算
        2.1.1 轉(zhuǎn)爐物料平衡參數(shù)設(shè)定
        2.1.2 鐵水中元素氧化量、耗氧量和氧化產(chǎn)物量
        2.1.3 輕燒白云石成渣量
        2.1.4 爐襯成渣、氣態(tài)產(chǎn)物及耗氧量
        2.1.5 礦石成渣量
        2.1.6 石灰成渣量
        2.1.7 終渣成分及質(zhì)量
        2.1.8 轉(zhuǎn)爐鋼水質(zhì)量
        2.1.9 轉(zhuǎn)爐爐氣成分及質(zhì)量
        2.1.10 轉(zhuǎn)爐耗氧量
        2.1.11 轉(zhuǎn)爐物料平衡
    2.2 轉(zhuǎn)爐熱平衡計(jì)算
        2.2.1 熱收入
        2.2.2 熱支出
        2.2.3 富余熱量
    2.3 石灰石CaO理論替代比計(jì)算
    2.4 各因素對(duì)石灰石CaO理論替代比的影響
        2.4.1 入爐鐵水溫度對(duì)石灰石CaO理論替代比的影響
        2.4.2 鐵水C、Si含量對(duì)石灰石CaO理論替代比的影響
        2.4.3 轉(zhuǎn)爐出鋼溫度對(duì)石灰石CaO理論替代比的影響
        2.4.4 廢鋼加入量對(duì)石灰石CaO理論替代比的影響
    2.5 本章小結(jié)
第3章 超高溫煅燒石灰石微觀結(jié)構(gòu)對(duì)物化性質(zhì)的影響
    3.1 石灰石原料成分與微觀形貌
    3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方法
    3.3 石灰石高溫快速煅燒過(guò)程
3分解模型">        3.3.1 石灰石煅燒過(guò)程CaCO₃分解模型
3分解反應(yīng)轉(zhuǎn)化率">        3.3.2 CaCO₃分解反應(yīng)轉(zhuǎn)化率
        3.3.3 高溫煅燒過(guò)程中CaO再結(jié)晶對(duì)石灰微觀結(jié)構(gòu)的影響
    3.4 石灰石體積密度、氣孔率
        3.4.1 石灰石體積密度、氣孔率的測(cè)定方法
        3.4.2 石灰石煅燒后氣孔率和體積密度的變化規(guī)律
    3.5 石灰石比表面積及孔徑分布
        3.5.1 石灰石比表面積的測(cè)定方法
        3.5.2 石灰石孔徑分布的測(cè)定方法
        3.5.3 試樣比表面積及孔徑分布變化規(guī)律
    3.6 石灰石活性度變化規(guī)律
    3.7 本章小結(jié)
第4章 不同條件下大粒徑石灰石分解動(dòng)力學(xué)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)研究方法
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
3分解速度影響因子">    4.2 CaCO₃分解速度影響因子
    4.3 石灰石分解動(dòng)力學(xué)模型I
        4.3.1 傳質(zhì)限制性環(huán)節(jié)推導(dǎo)
        4.3.2 傳熱限制性環(huán)節(jié)推導(dǎo)
        4.3.3 石灰石分解限速環(huán)節(jié)確定
        4.3.4 界面化學(xué)反應(yīng)控速下石灰石分解機(jī)理
    4.4 石灰石分解動(dòng)力學(xué)模型II
        4.4.1 傳質(zhì)限制性環(huán)節(jié)推導(dǎo)
        4.4.2 傳熱限制性環(huán)節(jié)推導(dǎo)
        4.4.3 石灰石分解限速環(huán)節(jié)確定
2擴(kuò)散共同控速下石灰石分解機(jī)理">        4.4.4 產(chǎn)物層導(dǎo)熱與CO₂擴(kuò)散共同控速下石灰石分解機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
第5章 石灰石在轉(zhuǎn)爐渣中溶解行為研究
    5.1 研究方法
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)原料成分
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及制樣
        5.1.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.1 宏觀形貌
        5.2.2 溶解厚度與時(shí)間的關(guān)系
        5.2.3 微觀界面分析
2外擴(kuò)散現(xiàn)象微觀分析">        5.2.4 CO₂外擴(kuò)散現(xiàn)象微觀分析
        5.2.5 石灰石隨機(jī)溶渣分析
        5.2.6 石灰石在轉(zhuǎn)爐渣中溶解機(jī)理
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和專利
附錄2 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]高溫懸浮態(tài)下碳酸鈣分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究[J]. 王俊杰,顏碧蘭,汪瀾,徐迅.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(05)
[3]高二氧化碳濃度下石灰石的熱分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J]. 李輝,張樂(lè)樂(lè),段永華,閔永剛.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2013(05)
[4]石灰石分解特性及微觀結(jié)構(gòu)遷移規(guī)律研究[J]. 陳鴻偉,陳江濤,危日光,索新良.  熱能動(dòng)力工程. 2013(01)
[5]石灰石替代石灰煉鋼造渣效果研究[J]. 王鵬飛,張懷軍.  包鋼科技. 2012(04)
[6]煅燒冶金石灰活性度分析[J]. 韓金玉,孔祥新,馬金邦.  天津冶金. 2007(06)
[7]納米/微米碳酸鈣的結(jié)構(gòu)表征和熱分解行為[J]. 唐艷軍,李友明,宋晶,潘志東.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2007(05)
[8]活性石灰生產(chǎn)及在煉鋼中的作用[J]. 孫全應(yīng),張巧靈.  特鋼技術(shù). 2004(02)
[9]CaCO3分解機(jī)理的研究[J]. 鄭瑛,陳小華,鄭楚光.  動(dòng)力工程. 2004(02)
[10]活性石灰在鋼水精煉中的應(yīng)用[J]. 于華財(cái),魏運(yùn)波,黃健.  煉鋼. 2004(01)



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