微波加熱含碳鉻鐵礦粉體還原過程中電磁性能研究.pdf

1、微波能是一種新型的加熱能源，其顯著優(yōu)點是可以實現(xiàn)對粉狀物料快速選擇性體加熱，避免傳統(tǒng)加熱方式帶來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格相對便宜的鉻鐵礦粉。 微波加熱是利用冶金物料在電磁場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相互作用的關(guān)系與機理。在微波加熱體還原

2、過程中，含碳鉻鐵礦粉電磁性能的變化對微波加熱效應(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程中，研究冶金物料電磁性能的變化規(guī)律及其對微波加熱效應(yīng)的影響具有重要的意義。 本文通過HP8722ES矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，采用波導(dǎo)型傳輸反射法測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，測量一對散射參數(shù)S<,11>、S<,21>通過中間變量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。 本文研究了試驗原料(包括印度鉻鐵礦粉、南非鉻鐵礦粉、中國松樹溝鉻鐵礦粉，無煙煤、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、中國陜西松樹溝鉻鐵礦粉、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程中，分別將物料加熱到1000℃、1100℃、1200℃、1300℃，研究了各個溫度下還原物料在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