双层结构对提高含碳球团强度的影响

为了提高含碳球团强度,提出了内层为含碳球团,外层为精矿粉的双层结构复合含碳球团新工艺.研究了不同外层厚度球团的强度和金属化率,分析了球团强度形成的机理.研究结果表明:外层厚度适中的复合含碳球团强度能得到有效提高.该复合球团生球落下强度为普通含碳球团的2倍,400℃预热球抗压强度可达147.6N/个.900℃后,随着温度的增加,球团抗压强度提高,1150℃恒温还原30 min后抗压强度为2 080 N/个.且研究发现复合含碳球团能有效提高碳素利用率,C/O物质的量之比nC/nO为2∶3的复合球团还原后金属化率可达93.90％,其中外层金属化率为92.46％.通过显微结构分析,发现球团还原后外层生成了致密的金属铁外壳,这种外壳的独特力学性能是球团强度提高的主要原因.     

钒钛磁铁矿金属化球团固结机理研究

以转底炉工艺为基础,在实验室模拟条件下,研究了钒钛磁铁矿金属化球团的固结机理。讨论了配碳量(C/O)、还原温度、还原时间对球团金属化率和抗压强度的影响,确定了金属化球团的固结机理。研究发现:钒钛磁铁矿金属化球团的抗压强度主要与金属铁相的数量和形态以及金属化球团内孔隙的大小有关;金属化球团孔隙的大小主要取决于配碳量高低和脉石所形成的渣相对金属化球团内部孔隙的填充状态;金属铁相的数量和形态则取决于金属化球团的还原程度。随着还原温度升高和还原时间延长,金属化球团内部金属铁相密集度增加,渣相流动性改善,从而导致金属化球团孔隙减少且变小,球团强度增加。     

富氢对块状带低钛球团矿还原的影响研究

在高炉喷吹煤造气冶炼条件下,研究在低温区块状带不同H2含量和不同温度对矿石还原情况的影响。试验结果表明:当还原温度为900℃时,还原速率随着H2含量的增加而逐渐变大,当还原气氛一定时,还原速率随着还原温度的增加而逐渐变大;还原后的球团主要物相是单质铁,并含有少量的镁钛铁矿(Mg,Fe)(Fe,Ti)O3、镁铝尖晶石(Mg Al2O4)和镁橄榄石(Mg2Si O4);随着还原温度的增加,镁钛铁矿(Mg,Fe)(Fe,Ti)O3首先开始消失,镁铝尖晶石(Mg Al2O4)和镁橄榄石(Mg2Si O4)逐渐减少,并且随着还原温度的增加,H2的还原能力显著加强,铁矿石失氧速率增加,生成的金属铁发生聚集,导致球团内部留下小细孔。     

钒钛磁铁矿球团灾难性膨胀及其消除办法的研究

某些高品位铁精矿球团在用气体(H_2或CO或其混合物)还原时发生所谓的灾难性膨胀的问题,早已多有报道.以钒钛磁铁矿为原料的球团的还原膨胀性质的研究尚未进行过.为解决钒钛磁铁矿球团竖炉直接还原过程中发生的灾难性膨胀问题,在实验室中用光学投影法研究了氧化钠化球团还原时的特性.不附加任何添加剂的氧化球团(TY)升温还原到550～750℃时发生正常膨胀,最大线膨胀率为4～7%.添加5～6%芒硝的氧化球团(6NTY)在同样条件下发生灾难性膨胀,最大线膨胀率15～30%,膨胀后的球团严重粉化,一触即溃.但6NTY球团在高于～1100℃恒温还原时,仅作正常膨胀.用控制气体还原位的方法分步还原实验结果表明,6NTY球团的灾难性膨胀及TY球团的正常膨胀都是发生在赤铁矿-磁铁矿转变阶段,这与国外研究者提出的在浮土体-金属铁阶段生成的铁须导致球叫灾难灶膨胀的观点不同.用弱还原性气氛(例如CO/CO_2=1/99的还原气体)对球团作磁铁矿化处理,消除了赤铁矿,从而完全消除了灾难性膨胀.磁铁矿化球团(6NTM, 6NTYM, 6NTYVM)的还原膨胀值仅～1.5%,相当于球团的热膨胀值.提出了磁铁矿化指标α=Fe~(3+)/TFe-0.70TiO_2作为事先检验球团还原膨胀性质的判据.研究结论已为四川省冶金研究所进行的扩大试验结果所证实.     

硼铁矿直接还原过程中金属铁颗粒的生长特性

 硼铁矿是中国含硼原料的主要来源,其加工利用的关键在于硼和铁的分离。研究了不同条件下硼铁矿在直接还原过程中金属铁颗粒的生长特性,可为硼铁矿中硼和铁的有效分离提供理论支撑,从而达到硼铁矿资源化利用的目的。采用Leica DMI5000M光学显微镜获得还原球团中金属铁颗粒的显微图像后,通过Image-Pro Plus 6.0图像软件对显微图像进行金属铁颗粒粒径的分析统计,并采用化学分析的方法对还原产品中铁的金属化率进行检测,同时利用扫描电镜研究了Na₂CO₃促进铁氧化物还原的作用机理和金属铁颗粒的生长行为。结果表明,Na₂CO₃作用下硼铁矿球团中的铁氧化物能有效被还原,随着还原时间的延长,还原球团中铁的金属化率和金属铁颗粒的平均粒径均有效增大,在还原温度为1 100 ℃、还原时间为60 min的条件下,不添加Na₂CO₃的焙烧产物中铁的金属化率和金属铁颗粒的平均粒径分别为84.36%和8.55 μm,而在添加15%Na₂CO₃后于同样条件下焙烧,产物中铁的金属化率和金属铁颗粒的平均粒径分别为91.72%和14.07 μm;SEM-EDS分析结果说明,Na₂CO₃不仅有促进金属铁和其他物质分离的作用,而且还会影响金属铁颗粒在还原焙烧过程中的迁移行为;在直接还原过程中,金属铁颗粒先由“点”接触变为“颈”接触,然后重新相交形成新的晶界成为多边形颗粒,最后多边形颗粒间互相连接形成致密化集合体。     

含钒钛铁矿球团还原过程中微观结构变化

在实验室模拟高炉条件下研究了含钒钛铁矿球团的还原过程,采用X射线衍射仪测定含钒钛铁矿球团在不同还原温度下的物相组成,通过光学显微镜和扫描电镜观察含钒钛铁矿球团还原过程中微观结构变化,并结合能谱分析仪研究氧化物中不同元素的分布状况.含钒钛铁矿球团在还原过程中出现的铁钛分离现象会影响含钒钛铁矿球团的还原性,形成的高钛含量钛铁晶石会增加铁氧化物还原难度.高温时形成的密实金属铁球壳会阻碍内部氧化物的还原,导致还原停滞,从而造成含钒钛铁矿球团高温还原性较差.当内部熔融物滴下时,会提高高炉下部氧势,有利于减少Ti(C,N)的生成.      

原料锌含量对转底炉球团还原焙烧过程的影响

研究了不同原料锌含量对转底炉球团还原焙烧过程的影响,实验结果表明:随着原料锌含量的增加,成品金属化球团的抗压强度有劣化趋势,特别是当锌含量超过4. 75%时,球团强度劣化严重。在外部气流条件较差的焙烧条件下,锌含量增加导致的球团强度劣化现象更加严重。这主要是由于锌元素的还原影响了球团中金属铁的形成,并使渣系成分出现变化,对球团内部的粘结相产生的影响所致。     

冶金尘泥含碳球团直接还原机制的试验研究

摘要：以气固反应相继发生动力学模型为基础开展冶金尘泥含碳球团直接还原试验,考察还原速率、还原率以及还原气氛等表征还原特性的特征参数在整个还原过程的变化,研究冶金尘泥含碳球团的还原行为及过程的作用机制。结果表明：冶金尘泥含碳球团的还原过程由孕育启动期、快速反应期和反应结束期组成,反应进程快,3~5min就能达到碳气化和铁氧化物还原剧烈进行的温度。在1270℃以下,升高温度对含碳球团还原有明显加速作用,但进一步提高温度,球团n(C)/n(O)( (C、O摩尔比))及球团中碳的消耗对还原过程的影响更为显著,表现在最大还原速率维持时间延长,还原率大幅提高。碳气化反应是含碳球团还原过程最重要的环节,其反应生成的CO决定了铁氧化物还原反应物的供给速度。反应过程处于明显的还原性气氛中,气氛中CO2来自于部分CO的进一步氧化,其含量多少取决于气氛中CO的数量和反应的进程。     

冶金尘泥含碳球团直接还原机制的试验研究

以气固反应相继发生动力学模型为基础开展冶金尘泥含碳球团直接还原试验,考察还原速率、还原率以及还原气氛等表征还原特性的特征参数在整个还原过程的变化,研究冶金尘泥含碳球团的还原行为及过程的作用机制。结果表明:冶金尘泥含碳球团的还原过程由孕育启动期、快速反应期和反应结束期组成,反应进程快,3～5 min就能达到碳气化和铁氧化物还原剧烈进行的温度。在1 270℃以下,升高温度对含碳球团还原有明显加速作用,但进一步提高温度,球团n(C)/n(O)((C、O摩尔比))及球团中碳的消耗对还原过程的影响更为显著,表现在最大还原速率维持时间延长,还原率大幅提高。碳气化反应是含碳球团还原过程最重要的环节,其反应生成的CO决定了铁氧化物还原反应物的供给速度。反应过程处于明显的还原性气氛中,气氛中CO_2来自于部分CO的进一步氧化,其含量多少取决于气氛中CO的数量和反应的进程。     

赤泥预还原球团的熔分

为了实现赤泥资源高附加值化综合利用,通过高温模拟试验对赤泥含碳球团还原焙烧-熔分过程进行研究。将赤泥含碳球团在1 200℃下进行还原焙烧,并结合相图分析,向粉碎后的焙烧球团中添加一定比例的CaO、Al_2O_3进行调质和熔分。结果表明,赤泥含碳球团在1 200℃下还原12min后金属化率可达91.3%,还原效果良好;在1 450℃下进行还原熔分,可实现渣铁的有效分离,金属铁收得率可达到90%以上,所得铁水质量符合炼钢要求;熔分渣中w(TFe)可降至0.5%以下,渣中主要物相为12CaO·7Al_2O_3、CaTiO_3和2CaO·Al_2O_3·SiO_2,通过熔点性能测试试验,熔化性能符合钢液脱硫条件。