微波加熱含碳鉻鐵礦粉體還原過(guò)程中電磁性能研究.pdf

1、微波能是一種新型的加熱能源，其顯著優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)粉狀物料快速選擇性體加熱，避免傳統(tǒng)加熱方式帶來(lái)的粉狀物料傳熱傳質(zhì)不均勻的現(xiàn)象。采用微波加熱，可以直接使用含碳鉻鐵礦粉進(jìn)行體還原，從而充分利用日益增多且價(jià)格相對(duì)便宜的鉻鐵礦粉。 微波加熱是利用冶金物料在電磁場(chǎng)中的介電損耗和磁損耗使物料整體加熱。復(fù)介電常數(shù)ε和復(fù)磁導(dǎo)率μ這兩個(gè)電磁參數(shù)是描述冶金物料電磁性能的重要物理參量，它們表征了冶金物料與電磁場(chǎng)相互作用的關(guān)系與機(jī)理。在微波加熱體還原

2、過(guò)程中，含碳鉻鐵礦粉電磁性能的變化對(duì)微波加熱效應(yīng)和還原效果影響很大。因此，在微波加熱含碳鉻鐵礦粉體還原過(guò)程中，研究冶金物料電磁性能的變化規(guī)律及其對(duì)微波加熱效應(yīng)的影響具有重要的意義。 本文通過(guò)HP8722ES矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，采用波導(dǎo)型傳輸反射法測(cè)得含碳鉻鐵礦粉及組成原料在2～18GHz微波頻段間的宏觀電磁參數(shù)。該方法是將填充介質(zhì)試樣的波導(dǎo)段作為傳輸系統(tǒng)的一部分，測(cè)量一對(duì)散射參數(shù)S<,11>、S<,21>通過(guò)中間變量R、T，最后求得

3、材料的復(fù)介電常數(shù)ε和復(fù)磁導(dǎo)率μ。 本文研究了試驗(yàn)原料(包括印度鉻鐵礦粉、南非鉻鐵礦粉、中國(guó)松樹(shù)溝鉻鐵礦粉，無(wú)煙煤、煙煤，鈣質(zhì)石灰、鎂質(zhì)石灰)在常溫下2～18GHz微波頻段間的電磁頻譜及在2.450GHz頻率下的電磁性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，影響冶金物料電磁性能的因素主要有微波輻照頻率、物料化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)、環(huán)境的濕度和溫度等。其中，冶金物料的成分和結(jié)構(gòu)是最重要的因素。在測(cè)試的冶金原料中，主要是由于成分的差異導(dǎo)致了其電磁性能的差異。根據(jù)研

4、究結(jié)果，印度鉻鐵礦粉、無(wú)煙煤和鈣質(zhì)石灰的電磁性能分別優(yōu)于南非鉻鐵礦粉、中國(guó)陜西松樹(shù)溝鉻鐵礦粉、煙煤和鎂質(zhì)石灰的電磁性能。在微波加熱含碳鉻鐵礦粉體還原過(guò)程中，分別將物料加熱到1000℃、1100℃、1200℃、1300℃，研究了各個(gè)溫度下還原物料在2～18GHz微波頻段間的電磁頻譜、電磁性能變化及在2.450GHz頻率下的電磁性能。各溫度下還原物料的介電性能隨微波頻率的提高而增高，磁介質(zhì)性能隨微波頻率的提高而降低。在一定溫度下，還原物料在