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[發明專利]一種高爐渣的非晶化控制方法有效

專利信息
申請號: 201611161626.6 申請日: 2016-12-15
公開(公告)號: CN106636499B 公開(公告)日: 2018-08-28
發明(設計)人: 王海風;張春霞;齊淵洪;嚴定鎏;王鋒;高建軍 申請(專利權)人: 鋼研晟華工程技術有限公司
主分類號: C21B3/06 分類號: C21B3/06
代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386 代理人: 王濤;馬東偉
地址: 100081 *** 國省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關鍵詞: 高爐渣 晶化 非晶化 反應速率常數 非晶態 冷卻 定量分析 定量計算 工業應用 回收熱量 摻合料 活化能 結晶度 晶態 倒數 水泥
【權利要求書】:

1.一種高爐渣的非晶化控制方法,其特征在于,包括以下步驟:

(1)采用X射線衍射法分析高爐渣中全部晶態峰面積與非晶態峰面積的比計算高爐渣非晶態比例系數Kss,利用Kss定量計算高爐渣中非晶態含量;

(2)將高爐渣在不同溫度條件下加熱不同時間,根據步驟(1)計算出的高爐渣中非晶態含量,得出非晶態高爐渣在不同溫度保溫不同時間的晶化情況;

(3)計算高爐渣的晶化反應速率υ;其計算公式為:

式中,

υ—晶化反應速率,單位1/s;

C—高爐渣的非晶態含量,單位1;

t—反應時間,單位s;

k—非晶態高爐渣晶化反應速率常數,單位1/s;

n—反應級數;

(4)根據計算高爐渣結晶度,

式中,C0—高爐渣的初始非晶態含量,C0=100%;

C—高爐渣的非晶態含量;

(5)計算不同溫度下高爐渣晶化反應速率常數k;其計算過程為:

對于零級反應:

對于一級反應:

對于二級反應:

將步驟(4)中計算的高爐渣結晶度及對應的t分別代入和中,分別作圖模擬t和的關系、t和的關系以及t和的關系,然后從t和的關系的模擬圖、t和的關系的模擬圖以及t和的關系的模擬圖中找到屬于線性關系的模擬圖,該線性關系的模擬圖對應的反應級數即為高爐渣晶化反應的反應級數;利用該反應級數對應的反應公式,求出不同溫度下高爐渣晶化反應速率常數k;

式中,

—高爐渣結晶度,

t—反應時間,單位s;

k—非晶態高爐渣晶化反應速率常數,單位1/s;

(6)以溫度的倒數1/T為橫坐標,晶化反應速率常數的對數lnk為縱坐標作圖,通過1/T與lnk的關系計算非晶態高爐渣晶化活化能E;

(7)根據非晶態高爐渣晶化活化能E計算不同溫度下非晶化高爐渣的冷卻速度;

(8)將步驟(7)中計算出的冷卻速度值應用到相對應的溫度范圍控制高爐渣非晶化冷卻速度,得到目標非晶態含量高爐渣。

2.根據權利要求1所述的一種高爐渣的非晶化控制方法,其特征在于,所述步驟(1)中Kss值是通過計算X射線衍射圖譜中橫坐標2θ在20°~180°內晶態峰面積和非晶態峰面積比。

3.根據權利要求2所述的一種高爐渣的非晶化控制方法,其特征在于,所述步驟(2)中加熱溫度范圍是600℃~1700℃,加熱時間范圍為0~100min。

4.根據權利要求1任意一項所述的一種高爐渣的非晶化控制方法,其特征在于,所述步驟(6)中高爐渣晶化活化能的計算公式為:

式中,

k—非晶態高爐渣晶化反應速率常數,單位1/s;

T—溫度,單位K;

E—非晶態高爐渣晶化活化能,單位J/mol;

R—阿弗加德羅常數,8.314J/mol·K。

5.根據權利要求4所述的一種高爐渣的非晶化控制方法,其特征在于,所述步驟(7)中計算不同溫度范圍的冷卻速度公式為:

式中,

—高爐渣結晶度,

k0—高爐渣初始溫度時刻非晶態高爐渣晶化反應速率常數,

v-冷卻速度,

T—溫度,單位K;

E—非晶態高爐渣晶化活化能,單位J/mol;

R—阿弗加德羅常數,8.314J/mol·K。

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