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锌对炼铁炉料冶金性能的影响论文

摘要 ：采用醋酸锌水溶液浸泡加锌的方法制备不同含锌量的烧结矿和焦炭试样，并对烧结矿试样进行低温还原粉化率及还原性指标的测试，对焦炭试样进行CO2反应性及反应后强度的测试。结果表明，随着含锌量的增加，烧结矿的RDI＋3．15和RDI＋6．3减小而RDI－0．5明显增大，间接还原速率和RI降低，焦炭的CRI增高而CSR降低，烧结矿中锌含量的增加使其低温还原粉化性和还原性变差，同时焦炭中锌含量的增加使其热性能变差；与喷洒ZnSO4水溶液加锌方法相比，采用醋酸锌水溶液浸泡加锌方法能更准确地确定ZnO对焦炭热性能的影响程度。

关键词 ：钢铁材料论文

高炉中的锌主要来源于炼铁原料，包括铁矿石、焦炭和循环回收物［1－3］。同时，锌在高炉内部还会不断地进行循环富集，使得高炉内炉料的锌含量远远超过从炉顶加入时炉料的锌含量［4－5］。为此，研究者们针对锌在高炉内的分布、高锌负荷下的适宜高炉操作制度、锌对高炉耐火材料及冶炼过程的影响机理等问题开展了大量研究［6－9］。既有研究中，向铁矿石和焦炭中加锌的方法有多种。尹慧超等［10］采用熏蒸法向铁矿石表面引入锌，研究了锌对铁矿石低温还原粉化性的影响。康泽朋等［11］采用向试样表面喷洒ZnSO4溶液的方法研究了锌对铁矿石低温还原粉化性和焦炭反应性、反应后强度的影响，但是一方面ZnSO4在650℃左右才开始分解，在铁矿石低温还原粉化率的测试温度（500℃）下ZnSO4不会分解生成ZnO，所以喷洒ZnSO4不适合用于锌对铁矿石低温还原粉化性影响的研究；另一方面，在720℃下ZnSO4即可剧烈分解，因而在1100℃下进行焦炭热性能试验时，它所分解生成的SO3对焦炭反应有催化作用［12］，这显然会妨碍对锌含量与焦炭热性能之间的内在关系作出正确的判断。此外，有关锌对铁矿石还原性的影响也尚未见有文献报道。为此，为了较好地模拟高炉块状带内炉料吸附ZnO粉末的现象，本文采用了醋酸锌水溶液浸泡的方法向试样中添加ZnO，研究ZnO含量对包括铁矿石还原性在内的高炉炉料各种冶金性能的影响。

1试验

1．1试样制备

试验所用的烧结矿和焦炭均取自武汉钢铁（集团）公司五号高炉生产现场。烧结矿的化学成分如表1所示。焦炭的工业分析结果如表2所示。2H2O）为分析纯。二水合醋酸锌可溶于水，在200℃以下即可脱去结晶水，生成的无水醋酸锌在242℃下熔融，在370℃下完全分解为ZnO。本文根据醋酸锌的这些特性，设计了醋酸锌水溶液浸泡烧结矿和焦炭加锌的方法，具体如下：首先根据需要配制一定质量百分比浓度的醋酸锌水溶液，将试样放在其中浸泡并煮沸一段时间，取出进行滤水、干燥和称重，求得向试样中添加的二水合醋酸锌的质量，在后续的炼铁炉料冶金性能的试验过程中，加入的二水合醋酸锌将脱除结晶水并分解变成固体ZnO。ZnO占未浸泡试样的质量百分比即为试样的ZnO增量。通过调节醋酸锌水溶液的浓度和煮沸时间可以比较准确地控制试样的加锌质量。分别取粒度为10～12．5mm的烧结矿每份500g和粒度为21～25mm的焦炭每份200g进行浸泡加锌，加锌方案如表3所示。

1．2测试方法

铁矿石低温还原粉化性能的测定根据GB13242—92规定的方法进行。测定时模拟高炉上部条件：温度500℃，反应时间60min，气体成分为：N2、CO、CO2的体积分数分别为60％、20％、20％，气体流量15L／min，转鼓总转数300r、转速30r／min。烧结矿的还原性依据GB13241—91规定的检测方法进行检测，实验条件为：温度900℃，反应时间180min，气体成分为：N2、CO的体积分数分别为70％、30％，气体流量15L／min。焦炭反应性和反应后强度按照GB／T4000—2008规定的方法测定，实验条件为：温度1100℃，反应时间120min，纯CO2气体，气体流量5L／min，转鼓总转数600r、转速20r／min。

2结果与分析

2．1加锌对烧结矿低温还原粉化性能的影响

加锌前后烧结矿试样的低温还原粉化指数RDI＋3．15、还原强度指数RDI＋6．3和磨损指数RDI－0．5如图1所示。从图1中可以看出，随着烧结矿中ZnO含量的增加，RDI＋3．15和RDI＋6．3均呈减小趋势，而磨损指数RDI－0．5呈上升趋势，表明随着ZnO含量的.增加，烧结矿的低温还原粉化性能变差。ZnO与Fe2O3合成为铁酸锌的反应开始温度为500℃，且随着温度的升高反应速度加快［13］。低温还原粉化率测试试验的温度刚好为500℃，因此推测所加入氧化锌中的一部分能够与烧结矿中的赤铁矿反应生成铁酸锌，而且因为温度较低，生成的铁酸锌难以被CO还原分解而保持稳定。铁酸锌属于尖晶石型矿物，等轴晶系，密度为5．20g／cm3，而赤铁矿属于六方晶系，密度为4．9～5．3g／cm3，二者在晶形和密度方面差异明显，意味着新生成的铁酸锌会从大块赤铁矿上剥离下来形成粉末，并可能使赤铁矿的强度降低。这可能是导致烧结矿低温还原粉化性能变差特别是磨损指数RDI－0．5急剧增大的内在原因。

2．2加锌对烧结矿还原性的影响

对加锌烧结矿进行还原性实验，得到试样的失重量（包含烧结矿失重量与氧化锌失重量）随还原时间的变化曲线如图2所示。分析图2中的失重曲线可知，当还原时间在60min之内时，不同ZnO含量烧结矿的失重速率均较大，且失重量的值相差不大，其原因是，在还原的初始阶段，主要是由于矿石表面的ZnO和铁的氧化物被CO还原而造成的失重，ZnO对烧结矿的还原过程没有明显的抑制作用；反应时间为60～120min时，反应在矿石颗粒的内部进行，ZnO含量高的矿石因为开口气孔被ZnO粉末堵塞的机会较多，减少了CO与铁氧化物的接触机会，而且铁酸锌的生成数量也较多，所以随着ZnO含量的增加，试样的失重速率逐渐减小；反应时间为120～180min时，4种ZnO含量烧结矿的还原速率均趋近于零，表明此阶段的还原反应基本上已经结束。对还原性试验后的烧结矿样品进行SEM和EDS分析可知其中残留的Zn元素极少，因此可以假定试验结束时试样中没有ZnO残留，则由180min时的失重量计算可得烧结矿各试样的还原度RI如表4所示。从表4中可知，随着烧结矿中锌含量的增加，烧结矿的还原性变差，且ZnO增量对RI值的影响基本上是线性的，增幅为－7．13％（RI）／1％（w（ZnO））。烧结矿间接还原受阻意味着高炉焦比可能升高。ZnO对烧结矿还原反应有阻碍作用的原因可能有两点：一是黏附在烧结矿颗粒表面和开口气孔壁上的ZnO粉末妨碍了氧化铁与CO的接触；二是ZnO与Fe2O3反应会生成铁酸锌，而铁酸锌的还原分解要求较高的动力学条件，结果妨碍了铁矿石的还原［13］。

2．3加锌对焦炭热态性能的影响

不同加锌量焦炭试样的反应性（CRI）和反应后强度（CSR）的测试结果如表5所示。从表5中可以看出，随着ZnO增量的增加，焦炭的CRI值呈增大的趋势，而CSR值则有着相应降低的趋势，表明ZnO对焦炭热性能有负面的影响。影响焦炭反应性的因素主要分为两大类：一是焦炭的微观结构，其中焦炭的石墨化程度和炼焦煤煤种产生的影响最大；二是外在因素的影响，主要包括焦炭的气孔率、气孔结构和内在矿物质的影响。焦炭气孔率越大，气孔分布越均匀，焦炭的反应性就越高；矿物质中的碱金属对焦炭的气化反应影响最大，其次为碱土金属和过渡元素［14］，而ⅡB族元素（锌、镉、汞）因在形成稳定配位化合物的能力上与传统的过渡元素相似，故常常也将其归入过渡元素范围。本研究中，由于在焦炭中加入了ZnO，而ZnO在焦炭反应性实验条件下很容易被碳还原为锌蒸气，使焦炭气孔率增加，在一定程度上起到促进气化反应的作用，从而使CRI值增大。另一方面，与碱土金属类似，金属锌和ZnO之间的转化符合电子迁移理论和氧迁移理论的条件［15］，故锌对气化反应也起到一定的催化作用。增大气孔率和催化气化反应这两方面的作用，使得ZnO的添加提高了焦炭的CRI，而CSR则由于焦炭气孔率增大和气化反应增强而减小。文献［11］报道，焦炭中的w（ZnO）由0．06％增加到3．09％时，CRI从20．77％增至25．53％，升高了近5个百分点；CSR约从70％降至60％，下降了约10个百分点。而本研究中，ZnO增量由0增至3．45％时，CRI从25．44％增大到28．89％，增加了3．45个百分点，CSR从61．62％降至57．42％，下降了4．2个百分点。两相比较发现，在焦炭中ZnO增量基本相同的情况下，本文测定的ZnO对CRI的影响幅度只有文献［11］中的70％左右，对CSR的影响幅度只有文献［11］中的40％左右。这可能是由于锌的添加方法不同引起的，文献［11］中采用的是喷洒ZnSO4水溶液的方法，ZnSO4在1100℃下分解生成SO3，而SO3对焦炭气化反应也有明显的催化作用，结果显得ZnO对焦炭热性能的影响程度较大。

3结论

（1）随着烧结矿中ZnO含量的增加，烧结矿低温还原粉化指数RDI＋3．15减小，还原强度指数RDI＋6．3减小，磨损指数RDI－0．5明显增大。烧结矿中锌含量的增加使烧结矿的低温还原粉化性变差。低温还原粉化性能变差的原因可能是因为加入ZnO使烧结矿在低温还原反应中生成的铁酸锌和赤铁矿在晶形和密度方面有较大差异造成的。

（2）烧结矿中锌含量的增加使烧结矿的还原性变差，烧结矿的还原度RI降低幅度与ZnO增量基本上呈线性关系。还原性变差的原因一方面是因为烧结矿的开口气孔被ZnO阻塞，另一方面可能是因为生成的铁酸锌难以被CO还原分解，阻碍了Fe3＋的还原。

（3）随着焦炭中ZnO含量的升高，烧结矿CRI随之升高，CSR则随之降低。焦炭中锌含量的增加使焦炭的热性能变差。焦炭热性能变差的原因，一方面是因为ZnO本身与C反应使焦炭的气孔率增大，另一方面是因为Zn元素对焦炭气化反应有催化作用。

（4）与喷洒ZnSO4水溶液加锌方法相比，采用醋酸锌水溶液浸泡加锌方法能更准确地确定ZnO对焦炭热性能的影响程度。

参考文献

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［15］傅永宁．高炉焦炭［M］．北京：冶金工业出版社，1995：56．

“每一次都在徘徊、孤单中坚强，每一次就算受伤也不闪泪光。”今天我唱起了那首我从来不愿唱的隐形的《隐形的翅膀》。在以前，当别人唱起这首略带忧伤的歌时我总会搞破坏，专捡一些欢乐的歌曲来消减一下悲伤的气氛，因为我不想带着悲伤活在这个世界上。今天，我并不是想抱怨人生的坎坷，我只想从中学会坚强。生活，并不是每天都晴朗，都充满阳光，有时它也会刮起狂风，下起暴雨，让你失魂落魄。就像今天，一个不幸的日子。中午，老师让我们自带毛笔、墨汁，下午第一节课写毛笔字。放学后手舞足蹈的我按奈不住激动的心情，两三步便窜回了家。准备好工具，吃过饭便向学校走去。一路上，花儿向我张开了笑脸，鸟儿为我唱起了婉转动听的歌，世界上的一切都仿佛在向我招手，向我微笑。也许我的一生太一帆风顺了所以老天要我摔一次跟头。写字课开始了我把墨汁倒进了墨汁瓶盖内，开始了我的“字体创作”可谁料，不幸正在不远处向我窥视。我的前桌不小心碰了一下我的桌子。“呼啦”墨水瓶倒了，漆黑的墨水侵袭着我的书桌、课本和书包。太阳也被一团乌云。我呆呆地望着这些黑色的魔鬼，思想仿佛凝固了，只知道当时是同学们帮我收拾起来的，而我呢?却呆若木鸡乖乖地任魔鬼们摆布，毫无反抗之举，独自在心灵的监狱里哭泣，对同学们的关心置之不理。忽然我听到了一句甜美的声音：“孩子，要做个坚强的人。”是女作家张海迪，比比她，我多么自愧不如啊!她的下肢部分全部瘫痪，但并没有对美好的生活失去信心。而我呢?就因为一瓶墨水放弃了生活的希望，真是太不应该了。生活中要历经的风雨还有很多，没有风雨，哪来的彩虹呢?天空中的太阳一次又一次的与黑暗抗争，最后终于冲破包围，再一次出现在天空。我也擦干了眼泪，开心的笑了。人生充满了危险与陷阱，但我绝对不会再害怕了。我会永远记住。要做一个坚强的人。让“坚强”替我扬帆起航，永远伴随我驶向生活的彼岸。

本人是北京中医药大学16药事管理的，对于题主的问题，我认为我可以根据自身体验给题主略作解答。

戴胜云：成绩优异、硕果累累、美貌与才华兼于一身的女孩就是北京中医药大学中药学院中药分析学专业。

博士期间发表SCI论文六篇，核心期刊论文3篇，多次获得优秀研究生干部、优秀学生干部等称号、全国中医药博士生优秀论文一等奖获得者、国家奖学金获得者。

获得奖励及荣誉：她在2019年获得了岐黄杯第十届全国中医药博士生优秀论文一等奖，在2018年  获得了国家奖学金，在2018年获得了新奥创新奖学金，在2017、2018年连续两年被评为北京中医药大学优秀研究生干部，还获得了2013-2018年四次获得北京中医药大学一等奖学金。

徐冰：男，汉族，中共党员，北京中医药大学中药学院中药化学专业2016级博士；本科就读于河南中医药大学中药学专业；硕士研究生就读于北京中医药大学中药化学专业。

他在2016年9月-2017年8月参加社会实践活动2项；获得2016年北京中医药大学学业奖学金三等奖；公开发表学术论文10篇，其中以第一作者身份发表英文学术论文3篇，参与书籍编写一本；负责校级研究生自主课题1项，参与国家级课题1项，参与北京市课题1项，参与校级课题2项；以第一发明人身份申请专利2项。

张志新：女，汉族，共青团员，北京中医药大学中药学院2016级博士；本科就读于北京中医药大学工商管理专业，硕士研究生就读于北京中医药大学药物分析学专业。

她在2016年9月至2017年8月期间：参加社会实践活动1项；获得2016年北京中医药大学学业奖学金一等奖，Waters联合实验室优秀青年；公开发表学术论文6篇，其中以第一作者身份发表英文学术论文2篇；参与国家自然科学基金项目课题2项。

还有的北中医学生发了7篇SCI，还获得了新奥创新奖学金！北中医还有一个超厉害的小哥哥，两项专利还参与了一本书籍编写！北中医的翘楚还是很多的！

谢谢阅读，希望对您有帮助。

北京中医药大学走出去的优秀翘楚不胜其数，这里我就给大家介绍一下我最近因为采访接触到的一个北京中医药大学教授，王雪茜老师

王雪茜是北京中医药大学教授，博士生导师，上海“沈氏女科”第二十代传人、全国名老中医王庆国教授学术经验继承人以及全国名老中医刘景源教授弟子，致力于探索经典方剂的现代应用。

在这次采访中老师提出认为在中医经典的理论其实很多是形而上的东西，是我们现在去理解它，有的时候觉得似难非难、似易非易，觉得他说的道理很浅显，但是依旧惊讶于为什么古人能够想出来这么精妙的道理呢?老师对于科研，对于中医基础理论，对于中西医之间的结合的看法都有很深刻的看法，也在提示我们作为一个中医学子，在这条学医之路上应该刻苦坚定的方向。

老师谈起自己是如何学习、综合理论，如何学习中医经典，中医经典对我们大学生的意义，经典方剂如宝库般的重要性以及经典理论在她的科研中的奇妙印证。听完这些，我不禁思考对于学习和背诵反复的枯燥的学习进程后，才有融会贯通，灵活自如。中医药，从来都不是轻松容易的。

正如王雪茜老师所言，“中医之路是我们将要走的一条光荣但充满险阻的道路“。中医典籍浩如烟海，思想更是涉及方方面面，纵横数千年，我们宛如初入海洋的小船，跌跌撞撞，但又无比谨慎的采撷古人的智慧来填充自己。

我谈这次采访的内容和感受，更多的是希望大家能通过老师们身上对于中医学习和科研的严谨，在中医之路上的不断探索，感受我们作为一个中医人的责任和方向。

（以上图片来源于本次访谈的视频截图）

北京中医药大学走出的医学翘楚有很多啦，有王琦、刘渡舟、瞿文楼、于道济、陈慎吾、王慎轩、赵绍琴、秦伯未等等，大佬云集，建校以来光名老中医就有20多位了。现在我就着重介绍一下其中我比较喜欢的两位吧。

刘渡舟，著名《伤寒论》专家。14岁跟营口名医王志远学医，16岁正式拜师，前后学习六年。20岁又拜东北名医谢泗泉为师。1956年9月调入北京中医学院，历任古典医籍教研组组长、伤寒教研组副组长、伤寒教研室兼金匮教研室主任、《北京中医学院学报》主编等职。 1991年7月被国家人事部、卫生部、中医药管理局联合确定为首批“全国继承老中医药专家学术经验指导老师”。

代表著作：《伤寒论通俗讲话》、《伤寒论十四讲》、《伤寒挈要》、《伤寒论临证指要》、《伤寒论校注》

赵绍琴，名光滢，字绍琴。三代御医之后，自幼随其父清末太医院院使赵文魁学医。 11934年悬壶北平。1934～1939年师从太医院御医瞿文楼、韩一斋，1939～1944年师从北京四大名医之一汪逢春。1958年入北京中医学院附属东直门医院，任中医内科主任。1977年调任北京中医学院温病教研室主任。1991年7月被国家人事部、卫生部、中医药管理局联合确定为首批“全国继承老中医药专家学术经验指导老师”。

代表著作：《温病纵横》、《文魁脉学》、《赵文魁医案选》、《赵绍琴临证400法》、《赵绍琴内科学》等。

刘老对伤寒论的研究比较精深，如果希望能好好学习伤寒的同学，一定不要错过刘老的著作和讲稿，真的会让自己的认识更进一步。赵绍琴老师是三代御医之后，幼时就继承家学，后来又拜多位名医为师，能力真的是杠杠滴，尤其是对温病的研究颇深，近代想要研究温病的，是怎么也绕不开赵老的。老校区这两位的雕像已经成为我们期末必须拜一拜的，毕竟伤寒和温病也是我们中医学子难啃的两座大山。