冶金過程氧化還原反應(yīng)動力學的研究是冶金物理化學研究的核心問題,為改進冶金工藝、提高生產(chǎn)效率及探索新的冶金流程提供理論依據(jù)。目前,常用的冶金過程反應(yīng)動力學研究方法為熱重法。為了豐富冶金反應(yīng)動力學研究方法,實現(xiàn)動態(tài)化研究冶金反應(yīng)過程,提出用氣體在線質(zhì)譜分析技術(shù)研究冶金反應(yīng)動力學。氣體在線質(zhì)譜分析技術(shù)是通過在線監(jiān)測反應(yīng)過程中氣體離子強度與時間關(guān)系,對反應(yīng)進行定性、定量分析。反應(yīng)氣體為普通氣體的氣體在線質(zhì)譜分析技術(shù)簡稱“氣相質(zhì)譜法”,反應(yīng)氣體為同位素氣體的在線質(zhì)譜分析技術(shù)并結(jié)合氣體同位素交換技術(shù)的簡稱“同位素交換法”。CO2-CO與鐵氧化物體系間的反應(yīng)由于其在冶金反應(yīng)過程的重要性,一直受到國內(nèi)外冶金學者的關(guān)注,也獲得了大量的數(shù)據(jù),但是存在以下不足：第一,研究工作集中在CO2-CO與含鐵氧化物熔渣、鐵氧化物粉體的反應(yīng)上,對于CO2-CO與固體鐵氧化物（薄片）的研究較少；第二,研究的鐵氧化物主要集中在浮氏體、四氧化三鐵相區(qū),對于氧化鐵相區(qū)的研究較少；第三,為了獲得準確的反應(yīng)速率常數(shù),基本采用碳同位素交換法,而用氧同位素交換法進行反應(yīng)動力學的研究較少。為了C02資源回收利用,國內(nèi)的冶金學者提出了用C... 

【文章來源】：北京科技大學北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 概述
        2.1.1 煉鐵過程氧化還原反應(yīng)
        2.1.2 煉鋼過程氧化還原反應(yīng)
    2.2 含CO_2氣體冶金反應(yīng)的研究現(xiàn)狀
        2.2.1 CO_2-CO與固態(tài)鐵氧化物的反應(yīng)
        2.2.2 CO_2-CO與含鐵氧化物熔渣體系的反應(yīng)
        2.2.3 CO_2-O_2用于鋼液脫碳的研究
    2.3 研究方法
        2.3.1 氣體在線分析技術(shù)
        2.3.2 氣相質(zhì)譜法
        2.3.3 同位素交換法
        2.3.4 碳同位素交換法
        2.3.5 氧同位素交換法
    2.4 研究意義
    2.5 研究目的及內(nèi)容
3 CO_2-CO與鐵片氧化反應(yīng)動力學
    3.1 前言
    3.2 實驗
        3.2.1 實驗過程
        3.2.2 實驗點確定
    3.3 反應(yīng)速率的計算
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 反應(yīng)速率與氣體組成及反應(yīng)溫度的關(guān)系
        3.4.2 動力學模型擬合
        3.4.3 反應(yīng)速率常數(shù)的確定
        3.4.4 反應(yīng)速率常數(shù)與反應(yīng)氣體組成和溫度的關(guān)系
    3.5 本章小結(jié)
4 碳同位素交換法研究CO_2-CO與Fe_2O_3反應(yīng)動力學
    4.1 前言
    4.2 實驗
        4.2.1 實驗過程
        4.2.2 實驗條件的確定
        4.2.3 反應(yīng)速率常數(shù)的計算
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 計算方法的修正
        4.3.2 真實界面化學反應(yīng)速率常數(shù)的評估
        4.3.3 氧分壓的影響
        4.3.4 反應(yīng)機理
    4.4 本章小結(jié)
5 氧同位素交換法研究CO_2-CO與浮氏體的反應(yīng)動力學
    5.1 前言
    5.2 實驗
        5.2.1 實驗過程
        5.2.2 實驗條件的確定
    5.3 動力學參數(shù)的計算
        5.3.1 反應(yīng)速率常數(shù)、傳質(zhì)系數(shù)的計算
        5.3.2 氧擴散系數(shù)的計算
    5.4 樣品厚度的影響
    5.5 氧分壓的影響
    5.6 反應(yīng)溫度的影響
    5.7 氧擴散反應(yīng)機理
    5.8 本章小結(jié)
6 CO_2-O_2用于鋼水脫碳
    6.1 前言
    6.2 實驗
        6.2.1 實驗方法
        6.2.2 實驗準備
        6.2.3 實驗過程
    6.3 CO_2-O_2脫碳的熱力學可行性分析
        6.3.1 熱力學理論分析
        6.3.2 富余熱量的計算
    6.4 氣相質(zhì)譜法研究CO_2-O_2脫碳反應(yīng)
        6.4.1 實驗條件的確定
        6.4.2 CO_2-O_2脫碳反應(yīng)的影響因素
        6.4.3 脫碳反應(yīng)速率的計算
        6.4.4 CO_2利用率的計算
        6.4.5 CO_2-O_2脫碳工藝特點
    6.5 石英管抽樣實驗
    6.6 脫碳反應(yīng)動力學模型
    6.7 本章小結(jié)
7 結(jié)論
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3637833