烧结基础知识

陶瓷材料的微波烧结特性及应用

第24卷　第5期 2002年5月武　汉　理　工　大　学　学　报JOURNAL OF W UHAN UN I VERSI T Y OF TECHNOLOG Y V o l .24　N o.5　M ay .2002文章编号:167124431(2002)0520043204 陶瓷材料的微波烧结特性及应用3 王　念　周　健(武汉理工大学) 　摘　要:　介绍了微波烧结陶瓷材料的应用历史、基本原理,分析了陶瓷材料的微波烧结特性和微波烧结在氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷及透明陶瓷方面的应用,指出了应用中存在的一些亟待解决的问题,展望了微波烧结陶瓷材料的应用前景。关键词:　微波加热;　微波烧结;　陶瓷材料中图分类号:　TQ 17012文献标识码:　A 收稿日期:2001212208. 作者简介:王　念(19772),男,硕士生;武汉,武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室(430070).3武汉市晨光计划(20005004034)1 微波是一种电磁波,它遵循光的有关定律,可以被物质传递、吸收或反射,同时还能透过各种气体,很方便地实现在各种气氛保护下的微波加热及有气相参与的合成反应[1]。材料在微波场中可简要地分为下列三种类型[2]:(1)微波透明型材料:主要是低损耗绝缘体,如大多数高分子材料及部分非金属材料,可使微波部分反射及部分穿透,很少吸收微波。这类材料可以长期处于微波场中而不发热,可用作加热腔体内的透波材料。(2)全反射微波材料:主要是导电性能良好的金属材料,这些材料对微波的反射系数接近于1,仅极少数入射的微波能量能透入,可用作微波加热设备中的波导、微波腔体、搅拌器等。 (3)微波吸收型材料:主要是一些介于金属与绝缘体之间的电介质材料,包括纺织纤维材料、纸张、木材、陶瓷、水、石蜡等。微波加热技术早在20世纪40年代末期就已产生,50年代美国的V on H i ppel 在材料介质特性方面的开创性研究为微波加热的应用奠定了基础[3]。微波烧结就是利用微波加热原理来对材料进行的烧结。作为一种新型的陶瓷加工技术,微波烧结的应用时间并不长。加拿大的W .R .T inga 等人在60年代末期最早尝试了用微波加热及烧结陶瓷材料,并获得了初步成功[2]。进入80年代以后,人们对微波烧结技术进行了广泛而深入的研究,并成功的制备出了A l 2O 3、B 4C 、Y 2O 32Zr O 2、Si O 2、T i O 2、ZnO 等陶瓷材料[3]。 1　微波烧结陶瓷材料的基本原理 1.1　微波烧结的微观机理陶瓷材料在微波电磁场的作用下,会产生如电子极化、原子极化、偶极子转向极化和界面极化等介质极化[4],参加极化的微观粒子种类不同,建立或消除极化的时间周期也不一样。由于微波电磁场的频率很高,使材料内部的介质极化过程无法跟随外电场的变化,极化强度矢量P 会滞后于电场强度矢量E 一个角度,导致与电场同相的电流产生,这就构成了材料内部的耗散。在微波波段,主要是偶极子转向极化和界面极化产生的吸收电流构成材料的功率耗散。微波烧结的成功与否,关键取决于材料自身的特性,如介电性能、磁性能以及导电性能等。当微波穿透和传播到介电材料中时,内部电磁场使电子、离子等产生运动,而弹性惯性和摩擦力使这些运动受到阻碍,从而引起了损耗,这就产生了体加热[5]。从满足微波烧结的角度出发,陶瓷材料应具有的最重要特性是损耗正切 tg ?[6],它表征了材料将所吸收的微波能转化为热能的能力;同时为达到材料与微波的最佳耦合状态,一个适中的相对介电常数Ε 和较高的介电损耗因子Ε 是必须的,因为Ε 表征了微波通过材料的能力,而Ε 则表

烧结理论知识培训教材

目录第一章烧结厂烧结工艺、设备情况简介……………………… 第一节烧结厂简介………………………………………………………………………… 第二节烧结生产工艺流程………………………………………………………………… 第三节烧结设备情况简介…………………………………………………………………第二章烧结的基础理论知识………………………………………………………第一节烧结生产主要技术经济指标………………………………………………………第二节原料基本知识………………………………………………………………………第三节配料基本知识………………………………………………………………………第四节混料基本知识………………………………………………………………………第六节烧结基本知识……………………………………………………………………… 第五节成品矿处理基本知识………………………………………………………………第三章烧结应知应会知识………………………………………………………… 第一节配料工技能知识…………………………………………………………………… 第二节混料工技能知识…………………………………………………………………… 第三节烧结工技能知识……………………………………………………………………第四章烧结工艺方面的知识……………………………………………………… 第一节原料管理…………………………………………………………………………… 第二节铁矿石烧结………………………………………………………………………… 第三节烧结工艺操作管理………………………………………………………………… 第四节烧结调整基准……………………………………………………………………… 第五节烧结现场配料计算及检化验事项…………………………………………………第五章烧结生产以来典型生产事故案例……………………………………… 生产事故案例一…………………………………………………………………………… 生产事故案例二…………………………………………………………………………… 生产事故案例三…………………………………………………………………………… 生产事故案例四……………………………………………………………………………第六章烧结设备情况介绍…………………………………………………………第一节原料系统设备…………………………………………………………………… 一、铁料设备………………………………………………………………………………… 二、熔剂设备………………………………………………………………………………… 三、燃料设备………………………………………………………………………………… 第二节烧结机系统设备………………………………………………………………

烧结原理

烧结原理所谓烧结就是将粉末压坯加热到一定温度（烧结温度）并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的材料，这种热处理工艺叫做烧结。烧结使多孔的粉末压坯变为具有一定组织和性能的制品，尽管制品性能与烧结前的许多工艺因素有关，但是在许多情况下，烧结工艺对最终制品组织和性能有着重大的甚至是决定性的影响。硬质合金的烧结过程是比较复杂的，但是这些基本知识又是必须掌握的。 4.1 烧结过程的分类烧结过程的分类方法很多，按烧结制品组元的多少可以分为单元系烧结和多元系烧结，如钨、钼条烧结属于单元系烧结，硬质合金绕结则属于多元系烧结。按烧结时组元中相的状态分为固相烧结和液相烧结，如钨钼的烧结过程中不出现液相，属于固相烧结，硬质合金制品在烧结过程中会出现液相，属于液相烧结。按工艺特征来分，可分为氢气烧结、真空烧结、活化烧结、热等静压烧结等。许多烧结方法都能用于硬质合金的烧结。此外，还可以依烧结材料的名称来分，如硬质合金烧结，钼顶头烧结。从学习烧结过程的实质来说，将烧结过程分为固相烧结和液相烧结两大类是比较合理的，但在生产中多按烧结工艺特点来进行分类。 4.2 烧结过程的基本变化硬质合金压坯经过烧结后，最容易观察到的变化是压块体积收缩变小，强度急剧增大，压块孔隙度一般为50%，而烧结后制品已接近理论密度，其孔隙一般应小于0.2%，压块强度的变化就更大了，烧结前压坯强度低到无法用一般方法来测定，压坯只承受生产过程中转移时所必备的强度，而烧结后制品却能达到满足各种苛刻工作条件所需要的强度值,显然制品强度提高的幅度较之密度的提高要大得多。制品强度及其他物理机械能的突变说明在烧结过程中压块发生了质的变化。在压制过程中，虽然由于外力的作用能增加粉末体的接触面,而颗粒中表面原子和分子还是杂乱无章的，甚至还存在有内应力，颗粒间的联结力是很弱的，但烧结后颗粒表面接触状态发生了质的变化，这是由于粉末接触表面原子﹑分子进行化学反应，以及扩散、流动、晶粒长大等物理化学变化，使颗粒间接触紧密，内应力消除，制品形成了一个强的整体，从而使其性能大大提高。 4.3 烧结过程的基本阶段硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段：１．脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发生如下变化： 1）成型剂的脱除，烧结初期随着温度的升高，成型剂逐渐分解或汽化，排除出烧结体，与此同时，成型剂

一烧结基本原理

一烧结基本原理集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

一、烧结（1）、烧结基本原理烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。烧结对最终产品的性能起着决定性作用，因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的；相反，烧结前的工序中的某些缺陷，在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整，例如适当改变温度，调节升降温时间与速度等而加以纠正。烧结是粉末或粉末压坯，加热到低于其中基本成分的熔点温度，然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加。在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化，把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体，从而获得具有所需物理，机械性能的制品或材料。烧结时，除了粉末颗粒联结外，还可能发生致密化，合金化，热处理，联接等作用。人们一般还把金属粉末烧结过程分类为：1、单相粉末（纯金属、古熔体或金属化合物）烧结；2、多相粉末（金属—金属或金属—非金属）固相烧结；3、多相粉末液相烧结；4、熔浸。通常在目前PORITE微小轴承所接触的和需要了解的为前三类烧结。通常在烧结过程中粉末颗粒常发生有以下几个阶段的变化：1、颗粒间开始联结；2、颗粒间粘结颈长大；3、孔隙通道的封闭；4、孔隙球化；5、孔隙收缩；6、孔隙粗化。上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。理论上机理为：1、蒸发凝聚；2、体积扩散；3、表面扩散；4、晶间扩散；5、粘性流动；6、塑性流动。

（2）、烧结工艺 2-1、烧结的过程粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段： 1、低温预烧阶段，在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发，压坯内成形剂的分解和排除等。在PORITE微小铜、铁系轴承中，用R、B、O（Rapid Burning Off）来代替低温预烧阶段，且铜、铁系产品经过R、B、O后会氧化，但在本体中可以被还原，同时还可以促进烧结。 2、中温升温烧结阶段，在此阶段开始出现再结晶，首先在颗粒内，变形的晶粒得以恢复，改组为新晶粒，同时颗粒表面氧化物被完全还原，颗粒界面形成烧结颈。 3、高温保温完成烧结阶段，此阶段是烧结得主要过程，如扩散和流动充分地进行和接近完成，形成大量闭孔，并继续缩小，使得孔隙尺寸和孔隙总数均有减少，烧结体密度明显增加

烧结理论知识培训教材(doc 95页)

…………………… 第四节混料基本知识……………………………………………………………………… 第六节烧结基本知识……………………………………………………………………… 第五节成品矿处理基本知识………………………………………………………………第三章烧结应知应会知识………………………………………………………… 第一节配料工技能知识…………………………………………………………………… 第二节混料工技能知识…………………………………………………………………… 第三节烧结工技能知识…………………………………………………………………… 12

第四章烧结工艺方面的知识……………………………………………………… 第一节原料管理…………………………………………………………………………… 第二节铁矿石烧结………………………………………………………………………… 第三节烧结工艺操作管理………………………………………………………………… 第四节烧结调整基准……………………………………………………………………… 第五节烧结现场配料计算及检化验事项…………………………………………………第五章烧结生产以来典型生产事故案例………………………………………生产事故案例一……………………………………………………………………………生产事故案例二………………………………………………… 12

硬质合金烧结原理

硬质合金烧结原理所谓烧结就是将粉末压坯加热到一定温度（烧结温度）并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的材料，这种热处理工艺叫做烧结。烧结使多孔的粉末压坯变为具有一定组织和性能的制品，尽管制品性能与烧结前的许多工艺因素有关，但是在许多情况下，烧结工艺对最终制品组织和性能有着重大的甚至是决定性的影响。硬质合金的烧结过程是比较复杂的，但是这些基本知识又是必须掌握的。 4.1烧结过程的分类烧结过程的分类方法很多，按烧结制品组元的多少可以分为单元系烧结和多元系烧结，如钨、钼条烧结属于单元系烧结，硬质合金绕结则属于多元系烧结。按烧结时组元中相的状态分为固相烧结和液相烧结，如钨钼的烧结过程中不出现液相，属于固相烧结，硬质合金制品在烧结过程中会出现液相，属于液相烧结。按工艺特征来分，可分为氢气烧结、真空烧结、活化烧结、热等静压烧结等。许多烧结方法都能用于硬质合金的烧结。此外，还可以依烧结材料的名称来分，如硬质合金烧结，钼顶头烧结。从学习烧结过程的实质来说，将烧结过程分为固相烧结和液相烧结两大类是比较合理的，但在生产中多按烧结工艺特点来进行分类。 4.2烧结过程的基本变化硬质合金压坯经过烧结后，最容易观察到的变化是压块体积收缩变小，强度急剧增大，压块孔隙度一般为50%，而烧结后制品已接近理论密度，其孔隙一般应小于0.2%，压块强度的变化就更大了，烧结前压坯强度低到无法用一般方法来测定，压坯只承受生产过程中转移时所必备的强度，而烧结后制品却能达到满足各种苛刻工作条件所需要的强度值,显然制品强度提高的幅度较之密度的提高要大得多。制品强度及其他物理机械能的突变说明在烧结过程中压块发生了质的变化。在压制过程中，虽然由于外力的作用能增加粉末体的接触面,而颗粒中表面原子和分子还是杂乱无章的，甚至还存在有内应力，颗粒间的联结力是很弱的，但烧结后颗粒表面接触状态发生了质的变化，这是由于粉末接触表面原子﹑分子进行化学反应，以及扩散、流动、晶粒长大等物理化学变化，使颗粒间接触紧密，内应力消除，制品形成了一个强的整体，从而使其性能大大提高。 4.3烧结过程的基本阶段硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段：１．脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发生如下变化： 1）成型剂的脱除，烧结初期随着温度的升高，成型剂逐渐分解或汽化，排除出烧结体，与此同时，成型剂或多或少给烧结体增碳，增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。 2）粉末表面氧化物被还原，在烧结温度下，氢可以还原钴和钨的氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反应还不强烈。 3）粉末颗粒间的接触应力逐渐消除，粘结金属粉末开始产生回复和再结晶，表面扩散开始发生，压块强度有所提高。 2．固相烧结阶段（800℃--共晶温度）在出现液相以前的温度下，除了继续进行上一阶段所发生的过程外，固相反应和扩散加剧，塑性流动增强，烧结体出现明显的收缩。 3．液相烧结阶段（共晶温度--烧结温度）

烧结工(中级)基础理论试题

填空题 1.烧结过程的主要作用，是为了充分利用块矿加工过程中产生的________及贫矿精选所得的精矿粉。 2.烧结过程的粘结块机理，是在高温条件下，部分混合料颗粒表面________产生一定数量的液相冷却后使矿粉颗粒粘成块。 3.铁矿粉烧结后，不但改变了冶炼性能，而且有利于________。 4.铁矿粉烧结后，性能的改善，有利于强化高炉冶炼过程及改善________。 5.烧结生产发展的趋势是________的大型的自动化水平的提高。 6.烧结矿热处理的作用是为了________，减少返矿及粉末。 7.烧结矿的生矿还原性好的主要原因是________增加。 8.烧结矿过程宏观上是________。 9.烧结过程中自上而下具有明显的分层性，点火开始后各层依然出观，然后又________。 10.烧结过程中在碳颗粒的周围是________气氛。 11.燃烧层透无性差的主要原因是矿物________，增加了对空气穿透的阻力。 12.在燃烧层中碳燃烧后生________。 13.在燃烧层下部的热交换主要体现在________将热量传递给混合料。 14.燃烧层中温度最高点的移动速度称为________。 15.烧结矿质量不均匀的直接原因是________的温度不均匀。 16.当燃料粒度增大时.料层的透气性________。 17.燃料粒度太粗时，易造成偏析而引起________不均匀。 18.增加固体燃料用量，可以使高温的________升高。 19.混合料中水分蒸发的条件是气相中水蒸汽的分压________该条件下的饱和蒸汽压。 20.当温度大于 100℃时，混合料中的留有部分水分________。 21.褐铁矿烧结时，结晶水分解吸热，可以降低________的烧结温度水平。 22.烧结过程中 CaO 的矿化程度主要与自身粒度、矿石粒度________有关。 23.烧结矿中 FeO 含量越少，氧化度越高，________越好。 24.影响固相反应速度的外在条件是________。 25.脉石中含有一定数量的________有利于生成液相，提高烧结矿强度。 26.烧结过程的透气性是指点火后________的透气性。 27.大烟道真空度地增加同电耗的增加基本上成________关系。 28.对熔剂的粒度要求是＜3mm 部分________。 29.考虑到产量及________两个方面，应合理选择圆筒混合机的倾角。 30.燃料破碎常用的设备是________。 31.四辊破碎机破碎燃料时，对粒度的要求是________。 32.圆筒混料机的生产能力主要受转速及________两个方面的影响。 33.烧结废气中的粉尘含量过高，不但污染环境，而且使________。 34.烧结矿破碎的目的是为运输方便及满足高炉要求，是有利于________。 35.热返矿直接进入混料系统，有利于________提高混合料温度。 36.单辊破碎机的破碎原理是靠________将烧结矿破碎。 37.烧结矿采用抽风冷却方式的缺点是容易造成________。 38.烧结生产中要求熔剂的粒度为＜3mm 部分在________以上。 39.在烧结过程中，矿粉粒度越细，脱硫效率________。 40.烧结生产中，随着精矿粒度的细化，熔剂的粒度要________。 41.随着烧结矿碱度提高，脱硫效率下降，主要原因是，其中的硫生成________。 42.转炉钢渣的主要成分是________。

烧结基本原理

一、烧结（1）、烧结基本原理烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。烧结对最终产品的性能起着决定性作用，因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的；相反，烧结前的工序中的某些缺陷，在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整，例如适当改变温度，调节升降温时间与速度等而加以纠正。烧结是粉末或粉末压坯，加热到低于其中基本成分的熔点温度，然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加。在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化，把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体，从而获得具有所需物理，机械性能的制品或材料。烧结时，除了粉末颗粒联结外，还可能发生致密化，合金化，热处理，联接等作用。人们一般还把金属粉末烧结过程分类为：1、单相粉末（纯金属、古熔体或金属化合物）烧结；2、多相粉末（金属—金属或金属—非金属）固相烧结；3、多相粉末液相烧结；4、熔浸。通常在目前PORITE微小轴承所接触的和需要了解的为前三类烧结。通常在烧结过程中粉末颗粒常发生有以下几个阶段的变化：1、颗粒间开始联结； 2、颗粒间粘结颈长大； 3、孔隙通道的封闭； 4、孔隙球化； 5、孔隙收缩； 6、孔隙粗化。上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。理论上机理为：1、蒸发凝聚；2、体积扩散；3、表面扩散；4、晶间扩散；5、粘性流动；6、塑性流动。

（2）、烧结工艺 2-1、烧结的过程粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段： 1、低温预烧阶段，在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发，压坯内成形剂的分解和排除等。在PORITE微小铜、铁系轴承中，用R、B、O（Rapid Burning Off）来代替低温预烧阶段，且铜、铁系产品经过R、B、O 后会氧化，但在本体中可以被还原，同时还可以促进烧结。 2、中温升温烧结阶段，在此阶段开始出现再结晶，首先在颗粒内，变形的晶粒得以恢复，改组为新晶粒，同时颗粒表面氧化物被完全还原，颗粒界面形成烧结颈。 3、高温保温完成烧结阶段，此阶段是烧结得主要过程，如扩散和流动充分地进行和接近完成，形成大量闭孔，并继续缩小，使得孔隙尺寸和孔隙总数均有减少，烧结体密度明显增加 4、冷却阶段：实际的烧结过程，都是连续烧结，所以从烧结温度缓慢冷却一段时间然后快冷，到出炉量达到室温的过程，也是奥氏体分解和最终组

铁矿粉基础特性对烧结矿性能的影响-炼铁技术炼钢技术

铁矿粉基础特性对烧结矿性能的影响刘东辉1，吕庆1，孙艳芹2，邹雷雷1，刘然1 (1.河北联合大学冶金与能源学院，教育部现代冶金技术重点实验室，河北唐山063009； 2.东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110004) 摘要：通过微型烧结和烧结杯试验研究了八种铁矿粉烧结基础特性对烧结矿性能的影响。研究结果表明：烧结矿的转鼓指数(T)随着铁矿粉的黏结相强度和连晶强度的增大而升高，低温还原粉化指数(RDI>3.15mm)随铁矿粉的液相流动性和铁酸钙生成性能的增大而升高，还原度(RI)主要与铁矿粉种类和烧结工艺参数有关。磁铁矿粉烧结矿RI随铁矿粉的液相流动性和铁酸钙生成性能的增大而升高，与其他烧结基础特性无明显关系。关键词：铁矿粉；基础特性；烧结矿；冶金性能；矿相结构近年来，由于国内铁矿石的缺乏和国外铁矿石的大量进口，烧结原料的结构发生了巨大的变化。钢铁企业的铁矿石存在种类复杂、来源不稳、烧结基础特性数据缺乏等问题，烧结矿质量难以保证。因此烧结基础特性作为衡量铁矿粉烧结性能的一项指标已被广泛应用[1-2]。实践表明，铁矿粉的烧结基础特性由于矿粉种类不同而存在显著差异，通过对其研究可以为合理利用矿石资源及优化配矿提供理论依据，为此，国内外的烧结工作者对铁矿粉的烧结基础性能进行了大量的研究。但基于铁矿粉烧结基础特性对烧结矿性能影响的研究还未见报道。因此，本文研究了铁矿粉的烧结基础特性与烧结矿性能之间的关系，为优化烧结工艺参数，制订最优配矿方案提供理论依据，对改善烧结矿质量，降低生铁成本和提高企业的经济效益具有重要意义。 1 试验原料本研究选取的八种铁矿粉中，国外矿三种，分别为AA、AB、AC；国内矿五种，分别为AD、AE、AF、AG、AH。铁矿粉的化学成分如表1所示。由表1可知，国外矿中AA矿粉SiO2较高，铁品位较低；其他矿粉铁品位大于62%，国内矿粉AE铁品位最高为66.51%；国外矿粉中AA为褐铁矿，AC为半褐铁矿，因含有大量结晶水而使烧损较大，降低烧结矿的成品率，不利于烧结；国内的几种矿粉烧损较小。 2 试验设备和方案 2.1 微型烧结试验试验装置为TSJ-3型微型烧结机，试验原料为干燥后小于0.162mm的铁矿粉和化学纯试剂CaO。试验方法如下。 1)同化性。将铁矿粉制成重0.8g，直径为8mm的小饼。将CaO制成直径20mm，重2.0g 的小饼。将铁矿粉小饼置于CaO小饼的上方，按设定的升温曲线和试验气氛烧结。小饼接触面上生成略大于铁矿粉小饼一圈反应物时的温度为同化温度。 2)液相流动性。将CaO和铁矿粉按4.0的碱度制成小饼，根据设定的试验气氛和升温曲

武科大烧结理论总结翻译

第一章烧结定义：1. 烧结是一种粘结颗粒成一个连贯的热处理，主要的固体结构通过大众运输事件往往发生在原子尺度。结合会提高强度和降低系统的能量。 2. 烧结是用来从金属或/和利用热能陶瓷粉体的密度控制的材料和部件的生产加工技术烧结驱动力的总的界面能的降低：相关术语:密度表面积颈项比收缩膨胀致密化与粗话区别？Figure1.5 两种主要形式的液相烧结：瞬时、持续液相烧结理论的问题/? 第二章烧结测量技术 1.压汞法它是一种含开孔网络的材料的孔隙大小分布估计方法。 2.泡点测试测量最大连通孔尺寸。 3.氦气测比重是衡量闭合孔隙率显微结构：烧结材料的微观结构特征参数，包括孔隙结构以及晶粒大小，晶粒取向，晶粒的形状，相对量的每个阶段，和连接或接触之间的相。 1）烧结颗粒直接成像是可能使用热台光学或电子显微镜。 2）定量显微镜提供了一种从抛光截面取自烧结材料中获取信息。如何表达的尺寸变化？正式，线性尺寸变化定义为Δ1／10，反映在初始绿色长度L0变化到最终的烧结长度Ls作为△L.如果烧结后的尺寸较大时，这一过程被称为肿胀和Δ1／10是积极的，而如果烧结后的尺寸小，过程被称为收缩和Δ1／10是负的。测量表面面积的两个主要的分析技术，气体吸附和气体渗透性。都需要一个开放的孔结构允许通过测试气体的访问。热反应：热测量在某些应用烧结材料是重要的，但很少使用的热性能随烧结。然而，热特性做证明重要的反应烧结过程的理解。例如，不同的热分析是在确定第一温度熔体形成液相烧结过程中的帮助。对于相对相含量的测定X射线衍射，对浓度分布测定的电子探针分析。总结：许多重要的参数可以从微观结构的测定。晶粒尺寸，确定的表面积，孔的尺寸或脖子的尺寸为函数的烧结时间和烧结温度对烧结动力学检查允许第三章：固相烧结原理 ——烧结形成固体颗粒之间的链接当被加热时！ -------链接去除自由表面减少表面能量，通过晶粒生长的晶粒边界区域的二次消除。相应的温度是绝对的烧结温度对绝对的熔化温度。大多数材料具有烧结温度在0.5和0.8之间的同源性。因此，有两种形式：工业烧结致密化和那些专注于那些专注于加固不一定引起的尺寸变化。初期烧结通常发生在加热的特点是快速增长间的脖子。虽然有相当大的颈长，颈部的实际体积小，所以需要一个小的质量形成的脖子。在中间阶段，孔隙结构变得光滑和发展相互关联的，近似圆筒形性质。曲率和表面面积导致较慢的烧结的同时减少。晶粒生长在中间阶段的烧结后部分发生是很常见的。出现这些孤立的毛孔显示最后阶段的烧结致密化和慢。初始阶段通常对应于一个大曲率梯度组织。颈部尺寸比通常小于0.3，收缩率低（小于

烧结过程地理论基础

烧结过程的理论基础烧结就是将矿粉、熔剂和燃料，按一定比例进行配加，均匀的混合，借助燃料燃烧产生的高温，部分原料熔化或软化，发生一系列物理、化学反应，并形成一定量的液相，在冷却时相互粘结成块的过程。一、烧结过程的基本原理近代烧结生产是一种抽风烧结过程，将矿粉、燃料、熔剂等配以适量的水分，铺在烧结机的炉篦上，点火后用一定负压抽风，使烧结过程自上而下进行。通过大量的实验对正在烧结过程的台车进行断面分析，发现沿料层高度由上向下有五个带，分别为烧结矿带、燃烧带、预热带、干燥带和过湿带。当前国外广泛采用带式抽风烧结，代表性的生产工艺流程如图3—1所示。 1、烧结五带的特征（1）烧结矿带在点燃后的烧结料中燃料燃烧放出大量热量的作用下，混合料熔融成液相，随着高负压抽风作用和燃烧层的下移，导致冷空气从烧结矿带通过，物料温度逐渐降低，熔融的液相被冷却凝固成网孔状的固体，这就是烧结矿带。此带主要反应是液相凝结、矿物析晶、预热空气，此带表层强度较差，一般是返矿的主要来源。（2）燃烧带该带温度可达1350~1600度，此处混合料软化、熔融及液相生成，发生异常复杂的物理化学变化。该层厚度为15~50mm。此

高炉灰轧钢皮（10~0mm ）碎焦无烟煤（25~0mm ）石灰石白云石（80~0mm ）精矿富矿粉（10~0mm ）

图3—1 烧结生产一般工艺流程图带对烧结产量及质量影响很大。该带过宽会影响料层透气性，导致产量低。该带过窄，烧结温度低，液相量不足，烧结矿粘结不好，导致烧结矿强度低。燃烧带宽窄主要受物料特性、燃料粒度及抽风量的影响。（3）预热带该带主要使下部料层加热到燃料的着火温度。一般温度为400~800度。该带主要反应是烧结料中的结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁矿进行还原以及组分间的固相反应等。（4）干燥带烧结料的热废气从预热带进入下层，迅速将烧结料加热到100℃以上，因此该带主要是水分的激烈蒸发。（5）过湿带从烧结料点火开始，物料中的水分就开始转移到气流中去。含有水蒸气的废气经过料层冷却后，废气被冷却到露点温度，致使其中水蒸气冷凝，这部分烧结料中的水分含量超过了物料的原始水分，出现了过湿现象，这一区域成为过湿带。该带严重影响了烧结料的透气性，破坏已造好混合料小球，最好的解决办法就是预热混合料。

烧结基础知识

放电等离子烧结技术放电等离子烧结技术(Spark Plasma Sintering，简称SPS)最早源于1930年美国科学家提出的脉冲电流烧结原理，但直到日本于1988年研制出第一台工业型SPS装置，该技术才真正引起世人的关注。该技术集粉末成形和烧结于一体，不需要预先成形，也不需要任何添加剂和粘结剂。主要是利用外加脉冲强电流形成的电场清除粉末颗粒表面氧化物和吸附的气体，净化材料，活化粉末表面，提高粉末表面的扩散能力，再在较低机械压力下利用强电流短时加热粉体进行烧结致密。_有关研究表明，该技术由于场活化等作用在较大程度上降低了粉体的烧结温度，缩短了烧结时间，并充分利用了粉末自身发热的作用，热效率极高，加热均匀，可通过一次成形获得高精度、均质、致密、含氧量低和晶粒组织细小的零件。目前，SPS研究对象主要集中于陶瓷、金属陶瓷、金属间化合物、复合材料、纳米材料以及功能材料等。在制备和成形非晶合金、形状记忆合金、金刚石等材料方面也作了不少尝试，并取得了较好的结果。 CuAl合金粉末烧结温度烧结温度各种材料的烧结在下图温度的范围烧结：烧结温度，是在被烧结金属溶点的80%温度位上进行烧结.譬如，某个金属熔点（固体到液体变化的温度）在1000℃时,它的80%，即800℃位设定烧结温度。但是实际的烧结温度随着原料的不同而各种各样，其理由是使用粉末冶金单体原料的很少，使用混合2种以上的金属粉末较多，所以设定烧结温度要把所含金属的融点都要考虑进去。因此，烧结温度过低，就会发生未完全烧结，强度不够；相反，温度过高，就会发生烧结粗糙、异常收缩。所以，搞错烧结温度的话，烧结后尺寸不良，性能发生变化，故要十分注意温度管理。粉末冶金入门之烧结炉烧结炉从预热带、烧结带、冷却带完成着。压粉体从预热带进入，通过烧结带，在冷却带被降温后排出炉外。预热带：通过加热放飞压粉体内的润滑剂。烧结带：在规定的温度里保持一定的时间，使粉末之间结合起来。冷却带：在烧结带被加热的烧结体冷却到接近室温的温度。烧结体的种类:作为烧结零部件的量产炉，Meshbelt式烧结和Pusher式烧结炉广泛地被使用，不锈钢烧结使用真空烧结炉 Meshbelt式烧结炉把成品体从送入到送出放在不锈钢网状的转动带上，以自动送入方式。使用温度：最高1150℃

烧结复习资料

1、目前常用铁矿石有：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四种类型。 2、矿石中的脉石成份主要是：SiO2、AI2O3 、CaO 、MgO。 3、铁矿石中的有害杂质主要有：硫、磷、铅、锌、砷、钾、钠。 4、矿石中CaO同SiO 2 的比值称为碱度，单位是：倍。 5、常用原燃辅料名称及表示符号：磁铁矿：Fe 3O 4 赤铁矿：Fe 2 O 3 褐铁矿：mFe 2 O 3 .H 2 O 菱铁矿：FeCO 3 氧化钙：CaO 二氧化硅：SiO 2 铁品位：TFe 氧化亚铁：FeO 硫：S 磷：P 铅：Pb 锌：Zn 砷：Sn 焦（煤）粉灰份：A 挥发份：V 水份：H 2O 固定碳：C 固 6、常用指标的计量单位：碱度R 2 ：倍碱度合格率：% 产量：t 日历作业率：% 皮带线速度：m/s(米/秒) 物料下料量：t/h(吨/小时) 烧结机机速：m/min(米/分钟) 转鼓指数：% 利用系数：t/m2.h 烧结矿单位成本：元/吨（元/t） 7、烧结过程影响较明显的铁精粉理化性能包括：精矿种类、化学成份、粒度、水份、亲水性、成球性及软化—熔融特性等。 8、烧结原料数量大，品种繁多，粒度和化学性质极不均一，为了获得优质烧结矿，保证生产过程持续进行，原料的贮存、中和混匀、破碎、筛分是一件十分重要的工作。 9、烧结配矿的原则：经济合理；有害杂质低；高品位、低SiO2、低AI2O3 、烧结性能优良。 10、原料中和混匀一般采用分堆存放平铺切取的方法 11、原料混匀的意义：一是使其矿种结构、化学成份、粒度等长期稳定，从而使生产出的烧结矿质量稳定、均一；二是使烧结过程本身稳定进行，从而减少波动，有利于烧结过程能耗降低。 12、烧结生产可以作为辅助原料加以利用的工业废品有：① 高炉炉尘、②轧钢皮、③铁铸屑和钢屑、④硫酸渣、⑤钢渣、 ⑥炼钢污泥。 13、目前烧结常用的熔剂有：石灰石粉、白云石粉、生石灰粉。

冶金性能与基础特性

附1：铁烧结矿、球团矿的冶金性能序号冶金性能名称符号表示概念描述标准1还原度（900℃）RI还原性指用还原气体从铁矿石中排除与铁相结合的氧的难易程度的一种量度。 2还原速率指数RVI 从还原曲线读出还原达到30%和60%时相对应的还原时间（min）。我国以3h的还原度指数RI作为考核用指标，还原速率指数RVI作为参考指标。测定标准为GB/T13241-91 “铁矿石还原性的测定方法”。 RI≥72% 3低温还原粉化率（500℃） RDI 指高炉含铁原料（如烧结矿、块矿、球团矿）在高炉上部较低温度下被煤气还原时，主要由于赤铁矿向磁铁矿转变，体积膨胀，产生应力，从而导致粉化的程度。低温还原粉化率是烧结矿重要的冶金性能指标之一。还原粉化指数（RDI）表示还原后的铁矿石通过转鼓试验后的粉化程度,分别用RDI+6.3、 RDI+3.15、RDI-0.5表示。试验结果评定以RDI＋3.15的结果为考核指标，RDI＋6.3、RDI-0.5只作参考指标。 RDI+3.15≥72% RDI-3.15＜28% 4荷重还原软化性能 T BS T BE ΔT B 反映炉料加入高炉后，炉身下部和炉腰部位透气性的，这一部位悬料和炉腰结厚往往是由于炉料的荷重软化性能不良所造成的，故这一性能对高炉冶炼也显得比较重要。 T BS＞1100℃ ΔT B=T BE-T BS＜150℃ 5熔融滴落性能ΔT=Td-Ts ΔPmax S值铁矿石的熔融滴落性能简称熔滴性能，它是反映铁矿石进入高炉后，在高炉下部熔滴带的性状的，由于这一带的透气阻力占整个高炉阻力损失的60%以上，熔滴带的厚薄不仅影响高炉下部的透气性，它还直接影响脱硫和渗碳反应，从而影响高炉的产质量，因此它是铁矿石最重要的冶金性能。 Ts＞1400℃ ΔT=Td-Ts＜100℃ ΔPmax＜180×9.8Pa S值≤40Kpa·℃ 6还原膨胀性能RSI 还原膨胀性能是球团矿的重要冶金性能，由于氧化球团的主要矿物组成为Fe203，Fe203 还原为Fe304过程中有个晶格转变，即由六方晶体转变为立方晶体，晶格常数由5.42 埃增至8.38埃，会产生体积膨胀20%～25%，Fe304还原为Fe0过程中，体积膨胀可为 4%～11%。国际标准(ISO)规定： RSI≤20%，≤15%为一级品。若＞20%高炉只能搭配使用，若＞30%称为灾难性膨胀，高炉不能用。

烧结理论基础知识考试题A卷

烧结理论基础知识考试题A卷（满分150分）姓名：得分：一、判断题（正确记“√”，错误记“×”）每题2分，共20分 1、若倒数第二个风箱的废气温度低于倒数第一个风箱的废气温度说明烧结“终点”滞后（√）。 2、烧结的点火强度低，可通过延长点火时间或加大煤气流量来提高（√） 3、当料层厚度及抽风量一定时，真空度愈高，则料层透气性愈好。（×） 4、煤气爆炸主要是由于空气和煤气形式爆炸的混合气体，同时混合气体达到必要的温度（着火点）或遇上明火造成，二者缺一不可（√） 5、氧化亚铁是低价铁，还原性能好，因此烧结矿中FeO越高，还原性越好（×） 6、点火后料面呈清黑色，并有金属光泽局部熔融为最好（×） 7、配料计算将返矿视为常数，计算时不考虑返矿这是传统的配料计算方法。（√） 8、当电子秤不准，电子秤实际配比与微机给定配比不符，生产上常将不准的电子秤的配比加大或缩小，来保证电子秤下料量与微机给定的下料量相符，这种方法临时应急是可行的（√） 9、磁铁矿的主要化合物是四氧化三铁Fe3O4。（√） 10、赤铁矿的主要化合物是Fe2O3、3H2O（×）二、填空题。每空1分，共30分 1、严格控制烧结三点温度，即点火温度、（终点温度）、（总管废气温度） 2、在运行混合料抽风烧结的过程中，沿整个料层高度将呈现出性质不同的五个带为（烧结矿带）、(燃料燃烧带)、(预热带)、(干燥带)、(过湿带) 4、配料室五勤一准操操作内容是：(勤检查)、(勤联系)、（勤分析判断）(勤计算调整)、(勤总结交流)、一准为：（配料准确） 5、返矿加水的目的是降低返矿的（温度），稳定混合料水粉，以利于造球。 6、网目数是指在（1英寸或2.54cm）筛网上的筛孔数，这是英国泰勒标准筛的表示方法； 7、烧结生产工艺流程大体可分为八个部分，受料系统、原料准备系统、（配料系统）、（混合制粒系统）、（烧结系统）抽风系统、(成品处理系统)、除尘系统 8、烧结厂用燃料粒度一般标准是≤3mm的部分大于（80）%为合格。

烧结工艺

烧结基础知识 | [<<] [>>] 一、烧结基础知识 1、烧结的含义将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。 2、烧结的方法（1）鼓风烧结：烧结锅，平地吹；（2）抽风烧结：a：连续式：带式烧结机和环式烧结机等； b：间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧结机，如步进式烧结机；（3）在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。 3、烧结生产的工艺流程一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节（见附件图1-1）。机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。 4、烧结厂主要技术经济指标烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。 1>、利用系数每台烧结机每平方米有效抽风面积（m2）每小时（h）的生产量（t）称烧结机利用系数，单位为t/（m2*h）。它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示：利用系数=台时产量（t/h）/有效抽风面积（m2）

=总产量（t）/[总生产台时（t）×总有效面积（m2）] 台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。 2>、烧结机作业率作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示：设备作业率=运转台时/日历台时× 100% 日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。它与台数、时间有关。日历台时=台数× 24×天数事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示：事故率=事故台时/运转台时× 100% 设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准，进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示：设备完好率=完好设备台数/设备总台数× 100% 3>、质量合格率烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421-92标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品（见附件表1-1）。根据部颁标准的规定，实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品，不参加质量合格率的计算。因此：质量合格率=（总产量-未验品量-试验品量-出格品量）/（总产量-未验品量-试验品量）× 100% 质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。烧结矿合格品、一级品或出格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定，主要包括烧结矿全铁（TFe）、氧化亚铁（FeO）、硫（S）含量、碱度（CaO/SiO2）、转鼓指数（≥6.3mm）、粉末（< 5mm）等，有的厂还包括氧化镁（MgO）、氟（F）、磷（P）等。一级品率=一级品量/合格品量× 100% 转鼓指数=检测粒度（≥5mm）的重量/试样重量×100% 烧结矿筛分指数=筛分后粒度（≤5mm）的的重量/试样重量×100%

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