还原性检测方法工艺参数的研究

本文论述研制的检测铁矿石(包括烧结矿、球团矿)还原性的标准设备和温度,还原气体流量、还原气体成份、反应管直径及试样量、试样粒度等工艺参数对还原速度的影响,提出了建立我国铁矿石还原性检测标准方法的主要工艺参数,通过对研究结果的数理统计及处理,建立了计算还原度和还原速率的两个数学方程式。     

硫化矿试金硝石法还原力的理论近似值计算

硫化矿中金银分析方法较多,试金硝石法被列为冶金部颁标准,其缺点是在每个试样调料前都必需进行还原力的试验.耗时长,成本高,虽在实际工作中可根据日常积累经验进行调料,但往往产生较大误差.本文根据硝石法的基本原理,即用硝石之氧化力来进行脱硫,使矿石中部份硫化物被氧化,残留的另一部分硫化物恰能还原氧化铅使生成25克左右的铅扣.探讨了从已知硫化矿中含硫、铅、锌、铁等成份计算理论还原力的近似值.其反应式及计算方法如下:     

铁矿石中二氧化硅的测定——钼兰光度法测定上限的扩展研讨

试样经过高温分解，用硫酸调整酸度后，加钼酸铵形成硅钼杂多酸，先用草酸破坏磷，砷化合物，用亚铁还原为钼兰，根据色泽的深浅，测定二氧化硅的含量。     

La2O3对MnO2碳热还原的催化

研究了稀土氧化物Ｌａ２Ｏ３作为添加剂对ＭｎＯ２碳热还原的作用，通过不还原实验，发现Ｌａ２Ｏ３对ＭｎＯ２碳热还原具有催化作用，对还原后试样进行ＳＥＭ分析，认为其催化作用是通过催化试样中碳的气化反应面实现的。     

关于熔融还原最佳还原度计算公式的讨论

本文根据质量平衡推导出熔融还原最佳还原计算公式，计算了熔融还原在最佳还原度时碳耗，产生的ＣＯ量和煤气的利用率，并与Ｆ．Ｏｅｔｅｒｓ教授的计算结果进行了比较。     

COREX厂铁矿质量调研

通过不同方法对COREX厂实际使用铁矿未还原抗压强度，比表面积、孔隙率及孔洞大小，还原过程强度及不同还原气氛下还原度变化的研究，发现各种铁矿质量差异较大。所有试样中SAM孔隙率及孔洞直径最大，相对而言块矿较低。对未还原铁矿抗压强度的测试表明，ALG的强度最高，其它试样好坏差异较大。铁矿的氢气还原过程受界面反应控制，氢气还原很大程度上取决于铁矿的原始孔隙率。SAM和MTN的90CO／10CO2还原过程有抑制减慢现象，MTN的还原度尤其低。通过混合气还原试验，可知铁矿在COREX还原炉上部的还原小于33％，还原很大程度上取决于铁矿的原始孔隙率。在还原过程中，由于铁矿的抗原强度发生变化，因此为COREX厂选择炉料时，应对其还原速度和最终还原度进行检测对比。     

用重量法测定纯铁粉中痕量碳的探讨

试样置于管式炉中加热并通氧气燃烧，混合气体经除硫后，中富集吸收于碱石棉吸收瓶中称量，根据增重，计算试样的含碳量。     

少量碳粉对磁铁精矿微波加热的影响

为探求碳粉对磁铁精矿微波加热的影响，以微波加热（2．45GHz，IkW，加热时间20min）配碳（1wt％～3wt％）磁铁精矿实验为基础，进行了加热后试样的X射线衍射分析和过程的热力学计算。结果表明：微波加热后的试样中有Fe和FeO；加热过程中有碳粉与磁铁精矿之间的直接还原反应发生，它吸收大量热量，这是造成试样温度随配碳量增加而降低的主要原因。     

三氯化钛还原—重铬酸钾滴定法测定铁酸钙中Fe_2O_3

试样以硫磷混酸溶解后,加盐酸铁转化为氯化铁,用Sn Cl_2预还原大部分Fe~(3+)为Fe~(2+),再用Ti Cl_3定量还原剩余的Fe~(3+)为Fe~(2+),以钨酸钠为指示剂指示还原终点;在硫磷混酸介质中,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准溶液滴定全铁量,计算出试样中Fe_2O_3的含量。该方法简便、快速,分析结果准确稳定,RSD≤0.001 8%。     

AD复合脱硫剂中铝的相分析

分析试样中加入过量ＦｅＣｌ３溶液，经搅拌使试样中金属铝与Ｆｅ＾３＋离子发生化－还原反应，生成Ａｌ＾３＋进入溶液中，三氧化二铝不参与反应仍留在沉淀物中。过滤后含Ａｌ＾３＋溶液经除氟，分离钙、镁、铁等离子后，用ＣｕＳＯ４滴定法测定ＭＡｌ量，再由总铝量减去ＭＡｌ，计算可得ＡＤ复合脱硫剂中Ａｌ２Ｏ３含量。     

铁矿-煤球团和空气在并流条件下的还原实验研究

在管式电炉内,进行了铁矿－煤球团和空气在并流条件下还原实验研究。结果表明：铁矿－煤球团能够被还原并获得较高的金属化率,还原后的球团被再氧化先是脱碳反应抑制了金属化率的进一步升高,然后是金属铁的氧化使金属化率降低。     

球团矿化学成分控制现状及展望

 综述了近年来国内外高炉球团矿使用比例的现状,分析了球团矿化学成分控制以及不同化学成分对球团矿冶金性能的影响。分析表明,多数国内钢铁企业球团矿TFe的质量分数较低,SiO₂质量分数较高且差异较大。不同企业球团矿Al₂O₃和FeO的质量分数不同。应控制球团矿中SiO₂、Al₂O₃和FeO的质量分数。随着CaO和MgO质量分数的提高,球团矿抗压强度均降低。适宜质量分数的CaO有利于改善球团矿的还原膨胀性能。随着MgO质量分数的提高,球团矿的还原膨胀性和软熔滴落性能均变好。高炉炉料结构采用低MgO烧结矿、酸性球团矿和镁质球团相结合,可以充分发挥球团矿的冶炼优势,实现球团矿入炉比例的提高。MgO和CaO在球团矿焙烧过程中的作用机理,以及如何控制镁质球团中的液相含量以提高球团矿的抗压强度等需要进一步深入研究。     

内配碳自熔性球团矿性能的试验研究

对松汀等土法内配碳自熔性球团进行了岩矿相鉴定及冶金性能测定，其结果表明，常温强度和ＲＤＩ是影响该球团矿性能的主要因素，适宜的操作制度可提高球团矿的质量。     

球团配加膨润土实验室及工业试验研究

在实验室测定了1号、2号膨润土与现场用膨润土的理化性能,通过造球对比实验,确定了1号、2号膨润土的适宜配比,分析了其对球团铁品位及低温还原粉化性能的影响.在此基础上进行了带式焙烧机半工业性投笼试验及工业试验.试验表明,1号膨润土适宜配比不小于1.9%,2号膨润土适宜配比大于1.1%;配加1号膨润土时球团铁品位比基准期降低了0.38个百分点,配加2号膨润土的铁品位比基准期提高了0.18个百分点;基准期成品球团低温还原粉化性能比试验期好.     

气基竖炉直接还原球团技术的发展

论述了球团矿质量对气基竖炉直接还原生产和DRI质量的影响以及DRI质量对炼钢生产的影响.介绍了提高气基竖炉直接还原工艺用球团矿质量的技术,包括降低Si02含量、降低粘结趋势、提高还原性和提高大粒度(12.5～16.0 mm)球团比率等措施及其发展.指出若把低TFe、高脉石含量的高炉用球团矿直接用于气基直接还原竖炉,至少应该采用球团涂层技术;如果球团矿脉石含量较高,需要借助工业试验进行综合分析以确定其经济性.     

低硅含镁球团矿抗压强度及冶金性能

提高入炉原料品位降低硅含量,改善冶金性能是高炉精料的主要方向。研究了低硅球团矿的还原膨胀率及MgO对低硅球团矿抗压强度和冶金性能的影响。研究结果显示,低硅球团矿虽然具有品位高,脉石含量低等优点,但随着SiO2含量的降低球团矿还原膨胀率恶化,影响高炉冶炼。低硅球团配加含镁添加剂可以有效控制还原膨胀率,同时改善球团矿的还原度和熔滴性能。球团矿SiO2的质量分数低于2%时,还原膨胀率在60%以上;当MgO的质量分数提高到2.15%以上时,还原膨胀率能降到20%以下,但随着MgO含量的增加低硅球团矿抗压强度下降,需要提高焙烧温度,才能形成稳定的铁酸镁,改善抗压强度。MgO的质量分数为2.15%时,焙烧温度要提高到1 270℃,MgO的质量分数超过2.8%以上时,焙烧温度需要提高到1 300℃。     

钨酸钙球团碳化硅还原试验研究

采用高温炉恒温试验对不同时间、温度及还原剂配比条件下钨酸钙与碳化硅球团还原情况进行研究,结合熔点测试结果分析了球团在升温过程中的物理变化行为,得到各影响因素对球团还原的作用关系及钨直接合金化炼钢工艺的优化条件。结果表明,在1 400～1 500℃时,钨酸钙球团可以被碳化硅还原,还原产物为W、WC、Ca3(Si3O9)及SiO2,球团还原反应可能由固—固、固—液反应共同组成,在升温过程中亦发生碳化硅相变和分解、还原剂的氧化及钨金属的二次氧化;在1 400～1 500℃和10～30min时,低温条件下适当延长反应时间、时间较短条件下适当增加反应温度及适当提高还原剂配比有利于提高球团还原反应率;钨直接合金化电炉炼钢工艺中,采取钨酸钙快速还原,防止钨金属二次氧化措施,可以实现钨酸钙在冶炼早期大部分被还原。     

济钢降低球团矿碱度的可行性措施

合适的炉渣碱度能够改善高炉炉渣的流动性和稳定性,而炉渣的碱度主要取决于炉料结构。针对济钢高炉炉料结构变化和球团矿碱度降低到0.18倍的要求,根据球团矿生产实际情况提出了降低球团矿碱度的措施,并进行了可行性分析,确定了原料结构变化小、可操作性强、有利于生产稳定运行的实施方案。     

转炉四元熔渣中锰矿含碳球团焰化行为模拟研究

采用实验模拟与数值模拟相结合的方法,对锰矿含碳球团在转炉4元熔渣（51CaO-16SiO₂-10MgO-23FeO）中的熔化行为进行研究。结果表明,锰矿含碳球团在熔渣中还原时生成了固态产物层,减少固态产物层的厚度和存在时间,能加快球团在熔渣中的还原速度;基于一维非稳态导热微分方程建立了含碳球团熔化过程的数值模型,模型计算与实验结果能较好吻合;采取不同条件进行模拟计算发现,当熔渣温度为1 600℃时,假设固态产物层不存在,球团还原时间可缩短35%左右;对锰矿含碳球团进行预热、适当缩小球团直径及降低还原产物熔点均能减少固态产物层存在时间,从而提高球团还原速度。     

冷固结球团煤基直接还原新工艺及其应用

介绍了铁精矿冷因结球团煤基直接还原新工艺流程，分析影响球团产量和质量的主要因素，探讨了球团在回转窑中的直接还原机理和回转窑结圈的机理。