一、图像分析在焦炭气孔结构参数测定中的应用（论文文献综述）
王子明[1]（2021）在《焦炭和铁氧化物在高炉内气固反应机理》文中指出随着低碳经济的到来,使得污染排放物多、能耗高的传统高炉炼铁工艺面临着前所未有的挑战。为了降低碳排放,全球钢铁企业正在从碳冶金逐渐向氢冶金过渡。因此开展高炉内气固反应研究至关重要,目前对高炉内气固反应研究工作主要采用大修解剖、风口取样等方法获得实际高炉内部的铁氧化物和焦炭,分析其物理化学性能的演变规律。同时采用实验室模拟的方法研究不同气氛、不同矿物质对焦炭和铁氧化物气固反应的影响。目前的研究工作主要停留在气固反应过程中的宏观描述以及速率分析方面等宏观尺度展开,但针对气固反应过程的基础理论研究,特别是对气固过程中焦炭和铁氧化物的最本征原子及电子行为方面上还缺乏较为深入的理论研究。因此,本文采用实验结合密度泛函理论模拟为主要分析手段,从原子尺度揭示了焦炭气孔结构对焦炭气化反应的影响机制,明晰CO2与焦炭表面吸附机理,并确定矿物质对焦炭及铁氧化物气固反应影响机理。主要研究内容和结果如下:通过控制入炉煤水分炼制的四种不同气孔结构的焦炭,研究气孔结构对焦炭气化反应速率演变规律。扫描电镜结果表明,完全干煤炼成的焦炭气孔尺寸较小,孔壁较薄。随着入炉煤水分的增加,焦炭的孔隙率与大气孔占比也随之增加。采用热重分析实验结果表明,四种块状焦炭反应性不同,其中完全干煤炼成的块状焦炭反应性最高;四种粉状焦炭气化反应速率曲线相似,体积反应模型与气化反应实验数据拟合良好,活化能分别为191.9、203.1、190.1和190.8 kJ/mol。焦炭气孔在气化反应中的劣化导致焦炭碳层的活性位点增多,二氧化碳更容易被捕获,增加了焦炭反应性,气孔结构是影响焦炭气化的关键因素。采用密度泛函理论,揭示不同缺陷的焦炭碳层在气化反应中CO2吸附过程。结果表明,在所有焦炭碳层中有3种CO2作用方式:物理吸附、化学吸附和与排斥作用。CO2化学吸附的形变能和相互作用能远大于物理吸附的形变能和相互作用能。CO2物理吸附的电子转移与化学吸附的电子转移相比非常低。完整的焦炭碳层对CO2的吸附非常弱,具有较大的吸附距离（3.39A）,而具有悬键的碳原子具有更强的物理吸附能力。焦炭碳层中单空位的不饱和的碳原子比三空位的不饱和的碳原子更具反应活性,从而有利于CO2气体化学吸附。通过混合不同含量金属铁对焦炭进行气化反应实验并结合密度泛函理论计算揭示铁催化焦炭气化反应过程,实验结果表明,焦炭气化反应起始温度Ti,反应结束温度Tf随着铁的增加而逐渐降低。动力学分析结果表明,随机孔模型与焦炭气化实验数据拟合良好,活化能分别为218.1、212.3、204.2和197.1 kJ/mol,活化能随金属铁的增加而降低。密度泛函模拟结果表明,CO2吸附在Fe表面时CO2分子的C-O键被拉伸,CO2分子中C原子轨道和O原子轨道分别与Fe的3d、4s、4p原子轨道之间有较强的杂化作用。因此Fe表面具有活化CO2分子的能力,从而催化焦炭气化反应进行。采用密度泛函理论,建立MgO/CaO与FeO团簇的表面交互模型,揭示MgO/CaO对FeO团簇还原过程的影响。结果表明,MgO（100）和CaO（100）表面上吸附FeO团簇吸附能分别为-2.07 eV和-2.32 eV,CaO表面吸附能较高,FeO团簇更容易吸附在CaO表面,吸附结构更稳定。通过对比CO和H2还原FeO过程表明,当H2分子在吸附到FeO上时,H2分子会发生解离,形成两个O-H键生成了 H2O中间体。此外,在反应初期,CO气体因其较大的吸附能而具有界面反应的优势,而H2气体因其解离能较低,有利于产物解离。采用密度泛函理论,建立Na/K蒸气吸附Fe2O3晶体表面模型,揭示Na/K蒸气对Fe2O3还原过程的影响。结果表明,Fe2O3表面上吸附K和Na的吸附能相同为0.34 eV。CO分子吸附Fe2O3表面的吸附能分别为-2.42 eV。CO吸附Na-Fe2O3表面和K-Fe2O3表面的吸附能分别为-2.57 eV和-2.61 eV。CO与K-Fe2O3表面存在着相对较大的相互作用,从而促进界面化学反应的进行。CO2中间产物从Fe2O3、Na-Fe2O3、K-Fe2O3反应界面的解离克服0.27 eV、0.36 eV和0.41 eV能量障碍形成CO2气体,在此过程中在Fe2O3表面的中间产物更容易从表面解离。H2与三种表面中的O原子结合的吸附能分别为-0.23 eV、-0.21 eV和-0.17 eV。H2与三种表面存在着非常弱的吸附作用,因此H2还原受界面化学反应控速。
闫国晨,郭瑞[2]（2021）在《显微图像法测量焦炭孔结构的发展与现状》文中认为总结了几十年来国内外使用显微图像分析法对焦炭孔结构进行研究的历程,指出了显微图像分析法表征焦炭孔结构没有在指导配煤炼焦生产中发挥重要作用的原因以及显微图像分析法在表征焦炭孔结构方面的先进性,提出了用调整焦炭孔结构的方法来精确控制焦炭热性质的设想。
林加雄[3]（2020）在《焦炭显微气孔结构对溶损劣化规律的影响》文中研究说明为了研究焦炭显微孔结构对溶损劣化行为的影响,选取了10种国标热性质指标CRI和CSR有一定差异的高炉焦炭作为实验样品。首先测定了这些焦炭在1100℃恒温下溶损25%的溶损后强度指标CSR25%。使用显微图像分析法对这些焦炭的气孔和气孔壁结构进行了详细的测定,得到了焦炭的各显微气孔结构参数,如孔径分布和壁厚分布。通过线性回归方法研究了焦炭的各项热性质指标与显微结构参数间的相关性。在此基础上对这些焦炭在多个温度点（1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃和1300℃）进行了恒温溶损25%的测试,并得到了焦炭溶损后强度随温度变化的劣化模式曲线,并利用40 kg小焦炉对焦炭显微气孔调控的实际应用进行了实验研究。结果表明,国标反应后强度指标CSR与气孔参数间的相关性不明显,而CSR25%与气孔参数的相关性较CSR有明显提高;对焦炭的孔径分布和壁厚分布曲线进行了分析,并提出了新的气孔参数指标,即气孔孔径分布曲线主峰的半峰宽Wp和气孔壁厚分布曲线主峰的半峰宽Ww,发现焦炭溶损25%后强度CSR25%与Ww之间存在较好的相关性,CSR25%随着Ww的增大而提高。以上研究表明,显微气孔壁厚度分布特征是影响焦炭固定溶损量后强度的关键因素。根据曲线形态劣化模式曲线可分为三个类型:低温劣化型、中温劣化型和高温劣化型。劣化模式曲线类型是由焦炭显微孔径分布和基质反应性共同决定的,Wp较小的焦炭以及基质反应性较高的焦炭在高温条件下不易劣化。对配入不同挥发性和粘结性煤的四种配合煤进行了40 kg炼焦实验,对得到的焦炭进行了显微气孔结构分析、国标热性质CRI和CSR指标检测和溶损劣化模式曲线检测。研究发现,多配入一定量的某1/3焦煤,有利于焦炭生成较多的小微米级气孔,与其他三种方案相比,该焦炭在高温条件抵抗溶损劣化的能力更强。图25幅;表18个;参68篇。
田妍[4]（2020）在《平遥焦炭微观结构的分子动力学研究》文中提出焦炭是传统炼铁工艺的必要原料,它具有一定的强度并在高炉中发挥着骨架支撑方面不可替代的重要作用。采用实验表征与基于活性反应力场（Reactive force field,Reax FF）的分子动力学方法相结合为平遥焦炭建立微观结构模型,并模拟其在高炉环境中的压缩过程,分析压缩过程中的微观结构变化及原因,以此来解释焦炭强度特性的微观来源。首先对平遥焦炭进行元素分析确定其分子式为C60468H2193O527N468S49。其次,通过X-射线光电子能谱（XPS）表征结果得知平遥焦炭中存在石墨型碳、脂肪型碳和线型碳三种形式的碳元素以及相对比例。再者,通过X-射线衍射（XRD）表征确定了碳层的平均堆垛层数为7.6,平均宽度为58.2?。最后,利用模拟退火算法获得平遥焦炭的稳定构型,模型的基本结构与XPS、XRD数据结果基本一致。从模型可以直观地看出,焦炭中的碳基质是由连续不规则的弯曲碳层组成。碳层中存在的各种局部结构（如拱形结构、鞍形结构）、非石墨类型碳、堆垛层错结构（碳层折叠和扭曲、螺型位错结构）等导致了碳层的弯曲以及碳层间距增大。为了研究焦炭强度的分子基础,对300 K和3500 K两种不同温度的焦炭压缩过程进行了Reax FF模拟。结果表明,褶皱碳层的堆垛层错结构是焦炭产生强度的主要微观原因。褶皱碳层起到分散外力的作用,堆垛层错结构则可以有效抑制碳层间的相对滑移。此外,外力作用引起的焦炭结构变化在不同温度下呈现出不同的特征,高温有利于碳层结构破裂后的重构,进而促进形成更大的平整碳层结构。因此,高温条件更能体现出焦炭的支撑作用。该方法为进一步研究焦炭结构及其热反应机理提供了新思路。图37幅;表4个;参70篇。
李杰,程欢,黄世平,梁英华,孙章,郭瑞[5]（2019）在《焦炭基础结构对其综合热性能的影响》文中研究表明在显微镜下检测焦炭的基础结构参数,利用自主研制的综合热性能检测装置测试焦炭的综合热性能指标。结果表明,焦炭的综合热性能指标受结构参数等多种因素影响,其中起始反应温度ti受平均壁厚D1和气孔率P影响较大,平均溶损速率■受光学组织各向异性程度指数OTI和平均孔径D影响较大,等溶损反应后强度w(CSR25)受平均孔径D和平均壁厚D1影响较大,高温热失重率w（CPHTI）受光学组织OTI指数和平均壁厚D1影响较大,热处理后强度w（CPHTS）受平均壁厚D1影响较大。研究提出的综合热性能指标物理意义明确,但由于受多因素影响,与焦炭结构参数关系较为复杂,有待于进一步研究。
梁磊,孙章,魏侦凯,郭瑞[6]（2019）在《冶金焦炭结构及组成的研究进展》文中研究指明介绍了焦炭的气孔结构、光学组织、微晶结构、矿物组成及这些结构的测试研究方法,总结了焦炭结构组成对焦炭性能指标的影响。焦炭结构是影响炼焦煤与焦炭性质的关键因素,关系到精细化配煤和优化焦炭质量。对焦炭微观结构的调控有望成为指导精细配煤的重要方法。
冯硕[7]（2019）在《不同炼焦工艺所用配合煤炭化关联性与焦炭热态性能》文中提出针对P钢铁企业和G钢铁企业的两对顶装焦炭与捣固焦炭在热性质上存在较大差异,但在高炉生产中经济技术指标并无明显区别。本文分别选取P钢铁企业的配合煤Coal 1及其对应生产的顶装焦炭Coke A和配合煤Coal 2及其捣固焦炭Coke B;G钢铁企业的配合煤Coal 3及其对应生产的顶装焦炭Coke C和配合煤Coal 4及其捣固焦炭Coke D。从四种不同配合煤的炼焦实验入手,研究在不同堆密度下,煤炭化行为特征参数及其与焦炭质量的对应关系,分析对应生产的焦炭宏观热性质和微观结构,并建立模型预测焦炭动力学行为。通过对比研究,得出以下结论:（1）对于配入高挥发分弱粘结性煤的炼焦用煤而言,提高堆密度会影响煤在热解过程中的炭化行为特征,明显改善炼焦煤的性质指标。但对于挥发分和弱粘结性煤比例适中的炼焦煤而言,提高堆密度对炼焦过程的行为参数并没有明显变化,并且常规炼焦实验所生产的焦炭满足高炉使用,没有必要采用捣鼓炼焦工艺,增加生产成本。（2）四种配合煤的一些基本性质,如挥发分析出量、最大膨胀压强、最终收缩度,塑性区间和胶质层最大厚度与焦炭冷态强度和热态性能存在一定对应关系。通过炼焦煤的基本性质指标可以预测焦炭质量,为配煤炼焦提供参考依据。（3）国标法检测焦炭热性质与等溶损率检测法结果存在差异,反应性较高的焦炭国标法检测的CSR较低,是因为溶损率过高。等溶损率检测法得到的热态性能指标CSR25和CRR25可以更好地评价焦炭质量,此方法对于焦炭在高炉内溶损过程具有更好的模拟性。（4）提高堆密度会使焦炭的内部出现狭长的扁气孔,且小气孔比例增多。Coke B和Coke D的比表面积均比Coke A和Coke D大,也是其反应性高的主要原因。捣固焦炭与顶装焦炭相比,气孔大小不一,微孔数量较多,但捣固焦炭由于提高堆密度,焦炭气孔壁较厚,有利于减弱CO2的侵蚀作用,提高焦炭强度。（5）采用RPM模型求得的Coke A和Coke B焦炭活化能分别为81.76 kJ/mol和71.89 kJ/mol;采用GM模型求得的Coke C和Coke D焦炭活化能分别为137.60kJ/mol和167.93 kJ/mol。说明Coke B的基质反应性比Coke A高;Coke C的基质反应性高于Coke D,说明捣固焦炭Coke B和顶装焦炭Coke C,更容易与CO2气体发生反应。
孙崇[8]（2019）在《高炉焦炭石墨化过程对其微观结构及冶金性能影响研究》文中研究指明随着我国高炉向大型化、高效化、长寿、节能环保和富氧喷煤强化冶炼方向发展,对焦炭质量提出了愈来愈严格的要求。因此需要深入了解焦炭在高炉炉缸区的劣化过程,本文利用实验室实验与理论计算相结合从微观结构与宏观性质两个角度分析焦炭在高炉炉缸区劣化过程,明晰焦炭劣化机制,对评价焦炭质量好坏对节约资源,降低成本、保护环境及高炉大型化现代化发展有着重大的战略意义。当前低碳高炉冶炼条件下使得炉内焦炭层变薄,恶化了料柱的透气透液性,焦炭在炉缸高温区石墨化过程中产生的焦粉是导致该现象出现的主要原因之一。为了研究焦炭在高炉下部的石墨化过程对其在炉缸内的冶金性能影响,研究了11001500℃不同温度下焦炭的石墨化度改变;同种焦炭石墨化程度与焦炭反应性及反应后强度之间的关系;不同石墨化度焦炭与碱金属侵蚀之间的关系;观察并分析了试验后不同焦炭试样的微观形貌。结果表明,随着温度的升高,焦炭石墨化程度加深,且温度每升高100℃,焦炭石墨化度约提高1.8倍,层间距d002值约降低2%,微晶结构层片直径La值约提高3%,层片堆积高度Lc值约提高15%;焦炭的表面气孔减少,特别是大气孔减少,焦炭表面镶嵌组织减少,各向同性组织增多,焦炭的结构有序化程度增强。随着焦炭石墨化程度的加深,焦炭的反应性逐渐减小、反应后强度逐渐提高,焦炭表面的劣化情况减弱,生成的大气孔减少,气孔壁破坏趋势减弱。碱金属对焦炭的反应性有促进作用,使焦炭的反应性提高,反应后强度降低。而焦炭的石墨化对焦炭的碱侵害具有一定的抵抗作用,降低了焦炭表面的劣化程度。研究表明高炉炉缸区所有的焦炭不论尺寸大小都会被严重的石墨化,其微晶结构会发生明显改变,石墨化过程中焦炭的孔隙结构会发生改变,焦炭的灰分在高温热应力的作用下也会迁移从而影响着焦炭微观孔隙结构,目前焦炭的石墨化过程及灰分迁徙对其微观孔隙结构影响尚未明晰,因此本文模拟高炉炉缸区温度,采用可控温马弗炉对焦炭二次加热,X射线衍射仪考察焦炭的微晶结构,用氮气吸附法及SEM研究其微观孔隙演变及表面形貌,SEM结合EDS深入研究焦炭的灰分迁徙过程,探讨其微晶结构、孔隙结构、灰分迁徙之间的内在联系。实验结果表明,在N2气氛下,二次加热会促进焦炭石墨化,且这种促进作用随着二次加热温度的升高更加明显;焦炭的孔隙演变也随着二次加热温度的提升有着规律性变化,焦炭的灰分大概在1400℃左右完成迁移。由于焦炭的气化反应是导致其劣化破损的主要原因之一,文章利用HCT-2型高温热重分析仪在CO2的气氛作用下进行了焦炭气化反应实验,由计算出的活化能可知,按照与CO2的气化性能优劣排序依次是:加热至1300℃>加热至1100℃>加热至1500℃>加热至1400℃>加热至1200℃>加热至1600℃。在此基础上,为了进一步探究影响焦炭与CO2气化反应的影响因素,结合气化反应溶损程度对发生石墨化后的焦炭进行二次加热至1100℃的焦炭、二次加热至1200℃、二次加热至1400℃和二次加热至1600℃的焦炭微晶结构、孔隙结构及光学组织结构综合考量,结果表明:活跃焦炭光学组织对焦炭与CO2的气化反应促进作用较焦炭孔隙结构发达程度对气化反应的促进作用明显,当石墨化加深到一定程度后,石墨化对焦炭气化溶损反应的有着明显的抑制作用。综上所述,关于焦炭在炉缸区的劣化演变,本论文深入研究了焦炭的石墨化过程、孔隙结构演变过程、光学组织演变过程及焦炭气化反应过程揭示了焦炭在炉缸区的劣化机制,为高效利用、合理评价焦炭质量提供了理论依据。
魏侦凯[9]（2019）在《炼焦煤焦化关联性与焦炭质量的相关性研究》文中认为选取了9种炼焦单种煤作为基础用煤,测定了单种煤的工业分析和粘结性指标,确定6种配煤方案,检测了6种配合煤的工业分析、粘结性指标以及焦化关联性,结果表明焦化关联性曲线显示配合煤挥发分逸出和膨胀压力曲线存在差异,不同的膨胀压力使得配合煤发生不同程度的体积变化,相对应的挥发分逸出曲线呈现出不同的峰形,由焦化关联性曲线可揭示出成焦过程中炼焦煤软化熔融、膨胀收缩、挥发分逸出等现象的交互作用。针对6种配合煤进行了40 kg焦炉炼焦试验,对焦炭的传统热性质、焦炭综合热性质以及不同层次结构进行检测。焦炭综合热性质结果表明,随着温度的升高焦炭的等溶损后强度先降低后增大,但强度变化幅度有显着的差异,1/3焦煤和焦煤的配入均增强了焦炭高温区反应后强度,焦炭热处理下降幅度Δ（CSR25-CPHTS）可以更加清晰的反映焦炭的耐高温性能。焦炭的不同层次测定结果表明,多配主焦煤,可以增加焦炭光学组织的各向异性程度,降低微米孔隙率,但对焦炭综合热性质的改变并不大。选取了2种不同性质的单种煤,分析了单种煤的焦化关联性以及对应40 kg焦炉焦炭的综合热性质及不同层次结构,结合之前6种配合煤性质及对应焦炭的质量指标,提出了焦化关联性综合指标α和焦炭综合热强度综合指标CSR25*,且两者之间具有良好的相关性,相关性系数R2=0.8462,为焦炭质量预测提供了一个更加科学的研究思路。研究焦炭综合热性质与不同层次结构之间的相关性,并建立相关性回归方程:CSR25*=-3.385P-0.830dp+0.922tw+3.854S+236.081,R2=0.949。表明,焦炭热强度受气孔结构等多种因素共同影响。研究为科学评价炼焦煤性质和焦炭质量以及配煤结构优化提供了实验基础和理论依据。图15幅;表22个;参60篇。
梁磊,郭瑞,孙章[10]（2018）在《冶金焦炭结构及组成的研究进展》文中认为由炼焦配合煤高温干馏可得到多孔而坚固的焦炭。焦炭是重要的高炉炼铁原料,很大程度上影响了高炉冶炼的成本和效率。焦炭的结构和组成是影响其机械强度和热性质的基本因素。本文介绍了焦炭结构及组成的研究方法,包括气孔结构、光学组织、微晶结构和矿物组成,并总结了这些结构与组成对焦炭性能指标的影响。同时归纳了焦炭不同层次结构的测试表征特点,提出了焦炭结构是连接炼焦煤与焦炭性质的关键环节,关系到精细化配煤和优化焦炭质量,需要进一步深化研究和开拓应用的观点。
二、图像分析在焦炭气孔结构参数测定中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、图像分析在焦炭气孔结构参数测定中的应用（论文提纲范文）
（1）焦炭和铁氧化物在高炉内气固反应机理（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 高炉炼铁工艺概况及气固反应的重要性 |
| 2.1.1 高炉炼铁工业概况 |
| 2.1.2 炼铁工艺中的气固反应 |
| 2.2 高炉内焦炭和铁氧化物气固反应机理及其作用 |
| 2.2.1 焦炭气化反应 |
| 2.2.2 铁氧化物间接还原反应 |
| 2.2.3 碳的燃烧反应 |
| 2.3 高炉内矿物质对气固反应的影响 |
| 2.3.1 矿物质对气反应影响 |
| 2.3.2 矿物质对还原反应的影响 |
| 2.3.3 矿物质对燃烧反应的影响 |
| 2.4 气固反应机理研究 |
| 2.4.1 气固反应动力学研究 |
| 2.4.2 矿物质催化反应过程机理研究 |
| 2.4.3 第一性原理研究进展 |
| 2.5 研究意义 |
| 2.6 研究内容与方法 |
| 3 焦炭气孔结构对气化反应的影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 原料及实验 |
| 3.2.1 原料制备 |
| 3.2.2 设备及实验步骤 |
| 3.3 气固反应动力学模型 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.4.1 四种焦炭显微结构 |
| 3.4.2 四种焦炭微晶结构与矿物质结构 |
| 3.4.3 块状焦炭等温气化反应结果分析 |
| 3.4.4 粉状焦炭非等温气化反应结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 CO_2与焦炭碳层表面吸附机理研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 模拟方法 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 CO_2与焦炭碳层表面相互作用 |
| 4.3.2 焦炭碳层表面的物理吸附特征 |
| 4.3.3 焦炭碳层表面的化学吸附特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 铁对焦炭气化反应影响机理 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验与理论计算方法 |
| 5.3 实验与理论计算结果与分析 |
| 5.3.1 铁对焦炭气化反应的影响 |
| 5.3.2 铁对焦炭气化反应的动力学分析 |
| 5.3.3 铁对焦炭气化反应催化机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 MgO与CaO对FeO还原反应的影响 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 理论计算方法 |
| 6.3 模拟结果与分析 |
| 6.3.1 FeO与MgO/CaO表面的相互作用 |
| 6.3.2 FeO与CO和H_2的相互作用 |
| 6.3.3 电子结构分析 |
| 6.3.4 FeO还原反应原子路径分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 Na与K对Fe_2O_3还原反应的影响 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 Fe_2O_3晶体结构 |
| 7.3 理论计算方法 |
| 7.4 模拟结果与分析 |
| 7.4.1 Na/K与Fe_2O_3表面的相互作用 |
| 7.4.2 Fe_2O_3表面上的CO/H_2吸附构型 |
| 7.4.3 电子结构分析 |
| 7.4.4 Fe_2O_3还原的原子路径分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论及创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）显微图像法测量焦炭孔结构的发展与现状（论文提纲范文）
| 1 焦炭的多孔结构特征 |
| 2 光学显微镜观测焦炭孔结构的早期发展 |
| 3 显微图像法测试焦炭孔结构在我国的发展 |
| 4 焦炭的性能与显微孔结构 |
| 5 焦炭显微孔的调控与应用 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
（3）焦炭显微气孔结构对溶损劣化规律的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 焦炭的热性质对高炉冶炼的影响 |
| 1.2 焦炭热性质的研究现状 |
| 1.2.1 焦炭热性质的测定方法 |
| 1.2.2 焦炭热性质的影响因素 |
| 1.3 焦炭显微气孔结构 |
| 1.3.1 焦炭气孔结构 |
| 1.3.2 焦炭光学组织结构 |
| 1.4 焦炭传统热性质评价体系存在的问题 |
| 1.5 课题的提出及研究意义 |
| 第2章 研究方案 |
| 2.1 研究目标 |
| 2.2 研究内容 |
| 2.3 关键问题与创新点 |
| 2.3.1 课题解决的关键问题 |
| 2.3.2 创新点 |
| 2.4 工艺路线和实验方案 |
| 2.4.1 工艺路线图 |
| 2.4.2 实验方案 |
| 第3章 焦炭热性质和气孔结构 |
| 3.1 焦炭CRI和 CSR与气孔结构的关联 |
| 3.2 焦炭固定溶损率反应后强度与气孔结构测定结果分析 |
| 3.3 新气孔结构参数对焦炭热性质的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 焦炭溶损劣化曲线与孔结构 |
| 4.1 焦炭溶损劣化曲线分析 |
| 4.2 焦炭的孔结构特征与基质反应性 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 40kg试验焦炉炼焦实验 |
| 5.1 配煤方案及得到焦炭的溶损劣化曲线 |
| 5.2 配煤方案的改变对焦炭气孔结构和溶损劣化行为的影响 |
| 5.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 导师简介 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（4）平遥焦炭微观结构的分子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 焦炭在高炉内发挥的作用及强度评价指标 |
| 1.1.1 焦炭在高炉内发挥的作用 |
| 1.1.2 焦炭强度的评价指标 |
| 1.2 焦炭结构及研究现状 |
| 1.2.1 焦炭的气孔结构 |
| 1.2.2 焦炭的微晶结构 |
| 1.3 基于活性反应力场的分子动力学模拟 |
| 1.3.1 活性反应力场的基本介绍 |
| 1.3.2 分子动力学模拟 |
| 1.3.3 活性反应力场在碳材料分子结构中的应用 |
| 1.4 课题提出的意义 |
| 第2章 研究方案 |
| 2.1 研究目标与内容 |
| 2.1.1 研究目标 |
| 2.1.2 研究内容 |
| 2.2 技术路线与实验方案 |
| 2.2.1 技术路线图 |
| 2.2.2 实验方案 |
| 2.3 实验结果处理方法 |
| 2.3.1 XPS实验结果处理 |
| 2.3.2 XRD实验结果处理 |
| 2.4 活性反应力场方法与搜索程序 |
| 2.4.1 模型的参数 |
| 2.4.2 搜索程序 |
| 第3章 平遥焦炭模型的构建及微观结构特征 |
| 3.1 实验表征结果 |
| 3.1.1 元素比例 |
| 3.1.2 碳原子的存在形式 |
| 3.1.3 微晶结构参数 |
| 3.2 模型参数及构型优化 |
| 3.2.1 参数的设定 |
| 3.2.2 模型的构建 |
| 3.2.3 降温速率对优化构型的影响 |
| 3.3 平遥焦炭模型的微观结构特征 |
| 3.3.1 褶皱碳层的局部结构 |
| 3.3.2 脂肪型碳和线型碳的存在形式 |
| 3.3.3 氢、氧、氮、硫原子的存在形式 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 平遥焦炭模型的模拟压缩过程 |
| 4.1 模拟压缩参数的设定 |
| 4.2 模拟压缩导致的结构变化 |
| 4.2.1 压缩导致碳原子的分布变化 |
| 4.2.2 石墨类型碳原子的分布及褶皱指数 |
| 4.2.3 高温压缩过程碳层的重构 |
| 4.3 焦炭强度的微观来源 |
| 4.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 导师简介 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（5）焦炭基础结构对其综合热性能的影响（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 实验部分 |
| 1.1 样品 |
| 1.2 基础结构检测方法及指标 |
| 1.3 综合热性能检测方法及指标 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 焦炭组织结构检测与热性能分析 |
| 2.2 基础结构对表征焦炭溶损行为综合热性能指标的影响 |
| 2.3 高温热处理行为 |
| 3 结 论 |
（6）冶金焦炭结构及组成的研究进展（论文提纲范文）
| 1 焦炭的孔结构 |
| 1.1 焦炭孔结构的测试方法 |
| 1.1.1 排水法 |
| 1.1.2 气体吸附法 |
| 1.1.3 压汞法 |
| 1.1.4 显微图像分析法 |
| 2 焦炭的光学组织 |
| 2.1 焦炭光学组织的分类和测试 |
| 2.2 光学组织与焦炭性质的关系 |
| 2.3 焦炭光学组织的分形研究 |
| 3 焦炭的微晶结构 |
| 4 焦炭中的矿物质 |
| 5 结论与展望 |
（7）不同炼焦工艺所用配合煤炭化关联性与焦炭热态性能（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 炼焦煤性质评价 |
| 1.2.1 化学组成 |
| 1.2.2 黏结性和结焦性 |
| 1.2.3 发热量 |
| 1.3 焦炭质量评价 |
| 1.3.1 化学组成 |
| 1.3.2 焦炭结构 |
| 1.3.3 机械强度 |
| 1.3.4 反应性和反应后强度 |
| 1.4 焦炭在高炉中的行为 |
| 1.4.1 高炉冶炼过程中焦炭状态 |
| 1.4.2 焦炭的作用 |
| 1.5 捣固炼焦工艺 |
| 1.5.1 捣固炼焦技术特点 |
| 1.5.2 捣固炼焦的工艺要求和发展现状 |
| 1.6 课题研究内容和研究意义 |
| 2.炼焦煤炭化行为研究 |
| 2.1 实验方案及方法 |
| 2.1.1 炼焦煤工业分析及黏结性和结焦性 |
| 2.1.2 炼焦煤热解成焦过程参数测定 |
| 2.2 实验结果及讨论 |
| 2.2.1 炼焦煤基础指标分析 |
| 2.2.2 煤炭化交联性实验指标分析 |
| 2.2.3 炼焦煤特征参数与焦炭质量对应关系 |
| 2.3 本章小结 |
| 3.焦炭热态性能与气孔结构分析 |
| 3.1 实验方案与方法 |
| 3.1.1 焦炭的工业分析 |
| 3.1.2 焦炭机械强度测定 |
| 3.1.3 焦炭热性质测定 |
| 3.1.4 焦炭气孔结构测定 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 焦炭基础指标分析 |
| 3.2.2 焦炭溶损25%热性质指标分析 |
| 3.2.3 焦炭溶损反应前后气孔结构分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.焦炭溶损反应动力学分析 |
| 4.1 实验方案及方法 |
| 4.1.1 焦炭基质反应性测定 |
| 4.1.2 焦炭气化反应动力学模型计算 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 焦炭基质反应性分析 |
| 4.2.2 焦炭动力学模型分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5.结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）高炉焦炭石墨化过程对其微观结构及冶金性能影响研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.引言 |
| 2.文献综述 |
| 2.1 焦炭在高炉中的作用 |
| 2.2 高炉反应中碳的行为 |
| 2.2.1 高炉内碳的来源及存在形式 |
| 2.2.2 高炉上部块状带金属铁的渗碳行为 |
| 2.2.3 高炉下部铁水渗碳 |
| 2.3 焦炭的微晶结构研究 |
| 2.4 焦炭孔隙结构表征方法 |
| 2.5 焦炭的光学组织研究 |
| 2.6 焦炭的宏观性质 |
| 2.6.1 焦炭的强度 |
| 2.6.2 焦炭的热态性质 |
| 2.7 焦炭在高炉内的气化反应及其影响条件 |
| 2.7.1 焦炭气化反应过程 |
| 2.7.2 焦炭与二氧化碳气化反应机理 |
| 2.7.3 焦炭与水蒸气气化反应机理 |
| 2.7.4 气化条件对焦炭气化反应的影响 |
| 3.二次加热模拟炉缸区研究焦炭的石墨化过程 |
| 3.1 原料及实验 |
| 3.1.1 原料 |
| 3.1.2 设备及实验方法 |
| 3.2 焦炭的石墨化原理 |
| 3.3 物相分析 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 SEM分析 |
| 3.3.3 焦炭的反应性及反应后强度分析 |
| 3.4 实验结果及分析 |
| 3.4.1 焦炭的石墨化度分析 |
| 3.4.2 焦炭的微观形貌分析 |
| 3.4.3 焦炭的石墨化度与其热态性能的关系 |
| 3.4.4 焦炭的石墨化度与碱金属侵害的关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.焦炭石墨化过程中多尺度孔隙结构的变化规律 |
| 4.1 原料及实验 |
| 4.1.1 实验原料 |
| 4.1.2 实验原理 |
| 4.1.3 实验方法 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 焦炭宏观显气孔率的测定分析 |
| 4.2.2 焦炭微观孔隙结构的测定分析 |
| 4.2.3 焦炭的扫描电镜形貌分析 |
| 4.3 二次加热石墨化过程中灰分的迁移过程研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.不同石墨化度的焦炭与CO_2气化反应动力学研究 |
| 5.1原料及实验 |
| 5.1.1 原料 |
| 5.1.2 设备及实验步骤 |
| 5.2 不同石墨化度焦炭与CO_2气化反应动力学分析 |
| 5.2.1 动力学模型及求解方法 |
| 5.2.2 实验结果与讨论 |
| 5.3 影响高炉焦炭的气化反应的因素 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）炼焦煤焦化关联性与焦炭质量的相关性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 炼焦煤性质评价技术体系研究现状 |
| 1.1.1 炼焦煤性质指标 |
| 1.1.2 炼焦煤工艺性质评价指标 |
| 1.2 焦炭质量评价研究现状 |
| 1.2.1 焦炭机械强度 |
| 1.2.2 焦炭热强度 |
| 1.2.3 焦炭的结构 |
| 1.3 传统炼焦煤评价指标和焦炭评价体系存在的问题 |
| 1.4 课题的提出的意义 |
| 第2章 研究方案 |
| 2.1 研究目标 |
| 2.2 研究内容 |
| 2.3 关键问题与创新点 |
| 2.3.1 课题解决的关键问题 |
| 2.3.2 创新点 |
| 2.4 技术路线和实验方案 |
| 2.4.1 技术路线图 |
| 2.4.2 实验方案 |
| 第2章 实验用煤数据分析与讨论 |
| 3.1 单种煤基本性质分析 |
| 3.1.1 单种煤煤质分析 |
| 3.1.2 单种煤煤岩分析 |
| 3.2 配合煤性质分析 |
| 3.2.1 配合煤传统指标分析 |
| 3.2.2 配合煤焦化关联性指标分析 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 40kg焦炉焦炭质量评价与分析 |
| 4.1 炼焦试验 |
| 4.2 焦炭的综合热性质指标的检测及分析 |
| 4.2.1 变温等溶损率试验结果及分析 |
| 4.2.2 恒温等溶损率试验结果及分析 |
| 4.2.3 热处理试验结果及分析 |
| 4.3 焦炭不同层次结构研究 |
| 4.3.1 焦炭光学组织结构及分析 |
| 4.3.2 焦炭的气孔结构检测及分析 |
| 4.4 40kg焦炉焦炭的综合热性质与炼焦煤焦化关联性的关系分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 炼焦煤性质与焦炭质量相关性建立 |
| 5.1 两种单种煤炼焦试验 |
| 5.1.1 两种单种煤性质分析 |
| 5.1.2 两种焦炭的质量分析 |
| 5.2 炼焦煤与焦炭性质指标相关性的建立 |
| 5.2.1 相关性参数的选择 |
| 5.2.2 相关性的建立 |
| 5.2.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 导师简介 |
| 企业导师简介 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
四、图像分析在焦炭气孔结构参数测定中的应用（论文参考文献）
- [1]焦炭和铁氧化物在高炉内气固反应机理[D]. 王子明. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]显微图像法测量焦炭孔结构的发展与现状[J]. 闫国晨,郭瑞. 燃料与化工, 2021(02)
- [3]焦炭显微气孔结构对溶损劣化规律的影响[D]. 林加雄. 华北理工大学, 2020(02)
- [4]平遥焦炭微观结构的分子动力学研究[D]. 田妍. 华北理工大学, 2020(02)
- [5]焦炭基础结构对其综合热性能的影响[J]. 李杰,程欢,黄世平,梁英华,孙章,郭瑞. 煤炭转化, 2019(05)
- [6]冶金焦炭结构及组成的研究进展[J]. 梁磊,孙章,魏侦凯,郭瑞. 燃料与化工, 2019(02)
- [7]不同炼焦工艺所用配合煤炭化关联性与焦炭热态性能[D]. 冯硕. 辽宁科技大学, 2019(01)
- [8]高炉焦炭石墨化过程对其微观结构及冶金性能影响研究[D]. 孙崇. 辽宁科技大学, 2019(01)
- [9]炼焦煤焦化关联性与焦炭质量的相关性研究[D]. 魏侦凯. 华北理工大学, 2019(01)
- [10]冶金焦炭结构及组成的研究进展[A]. 梁磊,郭瑞,孙章. 2018第三届焦化行业节能环保及新工艺新技术交流会暨“晋、冀、鲁、皖、赣、苏、豫”七省金属学会第十九届焦化学术年会论文集, 2018