块状菱镁矿煅烧过程动力学分析.pdf

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1、UniversityofScienceandTechnologyLiaoninglJiexTHESISFORMASTER'SDEGREE20151¥3J.J15B公开分类号TQ175密级UDC单位代码10146学号122080500070硕士学位论文块状菱镁矿煅烧过程动力学分析研究生姓名：周宝余指导教师：李志坚教授工作单位：辽宁科技大学副指导教师：吴锋副教授工作单位：辽宁科技大学论文提交日期：2015—03—15答辩日期：2015—03—15学位授予日期：授予单位：辽宁科技大学论文评阅人曲殿利教授工作单位：辽宁科技大

2、学答辩委员会主席：李林山工作单位：辽宁丰华实业有限公司CalcinationProcessKineticAnalysisofBlockMagnesiteAthesisSubmittedtoUniversityofScienceandTechnologyLiaoningbyZhouBaoyu(MaterialsScienceandEngineering)Supervisor:Prof.LiZhijianAssociate:Prof.WuFengMarch15,2015*A~~m¥~oo~~~~~Arr~~m~~mff~

3、~~I~&~m~~~~*ag~m~.~T~~~~~~~~~BW~~~*·~~~~g*~~AB~£~~-~M~~~~~.ili~§~~~~rr~Wn*~~~~~-m~I¥J~ffl!lliiE-=rsrm1~mtts{]ift*4-,1=J~-ri:11I11=~Y-J~~xt*113fn?trfittEJl$~3JjISB:<$=A7'C{£7~IT1't-411::k~~:*1*@Lff:ffl~1:11:iBXD"Jt5l

4、i1E.E!P:$:{5(:fftJ.~w~~~~~-~~.ft~~~•~oow~~:~~~~0~~~~~$~$*~~.~~*m~~,~~~x~•~~m*~~~.itXt'F1t~!6:l{iJ'i:~B'~:2fJl5:'¥3fJi5B:t~;t~tfi:Vi!l~:S:i~BWl:,?t>t£"F:3~}D中文摘要摘要重烧镁砂是镁质耐火原料的重要组成部分，研究块状菱镁矿在大型竖窑煅烧过程中，随温度、压力变化所发生的动力学行为，为设计大型重烧镁砂竖窑及制定生产工艺参数奠定重要基础。1.采用TG法分别对边长为20mm

5、、30mm、40mm和50mm的立方体块状菱镁矿的热分解进行研究，结果表明：块度(L=20~50mm)与活化能的关系为：-1E=4.795×L+34.070（kJ·mol）。分解前期，Anti-ander方程控制的n=2的3D模型10-1-1为最概然机理函数，动力学方程为：dα/dT=6.111×10×βexp[(4.098-0.577×L)×T]2/31/3-1（1+α）[（1+α）-1]；分解中期，Avrami-Erofeev方程控制的n=3(Code:AE3)的随机成核和随后长大模型为最概然机理函数，动力学方程

6、为：9-1-1-2dα/dT=1.422×10×βexp[(4.098-0.577×L)×T](1-α)[-ln（1-α）]；分解后期，Avrami-Erofeev方程控制的n=3/2的随机成核和随后长大模型为最概然机理函9-1-1-2数，动力学方程为：dα/dT=2.477×10×βexp[(4.098-0.577L)×T](1-α)[-ln（1-α）]。2.采用高温电炉对块状菱镁矿进行煅烧，研究了块状菱镁矿烧的烧结特性，结果表明：烧结初期母盐假相颗粒对烧结致密化行为有重要影响，温度在1150~1200℃时，假相颗

7、粒的体积收缩，致其比表面积和颗粒配位数降低，致密-1化受到阻碍，出现缓滞现象。1000~1110℃时，Q=412.368kJ·mol；1110~1230℃-1-1时，Q=473.990kJ·mol；1230~1300℃时，Q=385.266kJ·mol；烧结中期致密化系数由23.51%增加到71.24%，在液相的作用下烧结传质方式分别为流动传质和“溶解一沉淀”；烧结末期晶界快速移动，气孔“汇聚—排除”的速率和晶界向曲率中心的移动速率增加，方镁石晶粒长大。1600~1700℃时，晶界扩散是控制烧结3-1致密化的主导机制

8、，晶粒生长活化能为1.655×10kJ·mol，晶粒以结晶长大方式为主。1700~1800℃时，体积扩散是控制烧结致密化的主导机制，晶粒生长活化3-1能为1.291×10kJ·mol，晶粒以聚晶长大方式为主。3.采用热压烧结法，模拟块状菱镁矿在压力作用下的烧结过程，结果表明：在匀速升温阶段，压力的增加，缩短了致密化时间，降低了试样致密化温度；在