邢钢烧结原料基础特性及优化配矿试验研究

采用微型烧结试验装置, 对邢钢烧结厂常用的7种铁矿粉的基础特性进行了系统研究。结果表明:7种铁矿粉的同化性能、流动性性能、粘结性强度、铁酸钙生成特性、吸水性有较大差异。杂料的同化性最好, 同化温度为1 200 ℃;混合矿的流动性最好, 流动性指数为1.69;低硅酸精粉的粘结相强度最高, 为4 548 N;杂料的吸水性最高, 为36.32%。基于邢钢现场原料条件, 进行了烧结优化配矿试验研究, 通过降低混合矿中澳矿配比、提高本地碱精粉配比, 混合料的基础特性有一定改善, 其中同化温度提高了20 ℃, 流动性指数降低到1.27, 粘结相强度提高了281 N, 最大吸水率降低了1个百分点。烧结杯试验结果表明:垂直烧结速度有所改善, 成品率提高了4.5个百分点, 成品烧结矿转鼓强度提高了2个百分点, 低温还原粉化指数提高了3个百分点, 还原性能、荷重软化性能均有所改善。研究结果为邢钢提高本地矿配比、优化配矿、改善烧结矿质量提供了理论依据。     

基于交互正交试验的铁矿粉流态化还原影响因素研究

采用交互正交试验法，以铁矿粉流态化还原产物的金属化率为因变量，选取还原温度、还原时间、气体线速度和还原压力为自变量，通过极差和方差分析探究了各操作参数及其交互作用对铁矿粉流态化还原的影响。结果表明，4个因素以及因素间的交互作用对铁矿粉流态化还原产物金属化率影响的大小顺序为：还原温度>气体线速度>还原时间>还原压力>还原温度与气体线速度交互作用>还原温度与还原压力交互作用>还原时间与气体线速度的交互作用>还原压力与气体线速度交互作用>还原温度与还原时间的交互作用>还原压力与还原时间交互作用；较高的还原温度有助于晶须之间的结合、形成更致密的结构；较高的气体线速度改善了流态化还原反应的动力学条件，有助于铁矿粉流态化还原。     

热压反应烧结制备短纤维增强C-SiC复合材料的组织和性能

将T700短切炭纤维(C_f)或Nicalon-SiC短纤维(SiC_f)、C粉、Si粉和少量SiC粉混合, 在1 900 ℃热压烧结制备短纤维增强C-SiC复合材料, 并对复合材料的物相、组织结构、抗弯强度和抗氧化性能进行了研究。结果表明: SiC_f/C-SiC的相对密度和室温抗弯强度分别为95.3%和343.8 MPa, 均高于C_f/C-SiC, 热压烧结过程中Cf损伤严重。复合材料在1 300 ℃氧化行为表现为在氧化初期氧化失重较大, 随氧化时间的增长,氧化失重率逐渐减小; 在氧化后期则为氧化增重。SiC_f/C-SiC复合材料在1 100～1 400 ℃间的氧化规律基本相似, 且温度越高, 氧化失重率越小, 抗氧化性能越好。SiC_f/C-SiC复合材料的抗氧化性能优于C_f/C-SiC复合材料。     

中高度烧损进口铁矿粉烧结性能试验研究

针对首钢矿业公司烧结厂中高度烧损进口铁矿粉的品种及数量不断增多的供应现状，为探索含铁原料变化对烧结矿生产、质量及成本等方面的影响规律，寻求科学合理的原料搭配比例，对现有原料结构条件下不同铁矿粉的同化温度、液相流动性等烧结基础特性进行了研究，并模拟烧结生产实际情况对不同品种的铁矿粉进行了实验室配矿烧结试验。通过试验，摸索出了各种进口铁矿粉的烧结性能及其合理的配矿比例范围，认为通过合理配矿，能够解决中高度烧损进口铁矿粉在烧结矿生产应用中的产品质量和经济效益等矛盾。     

铁碳复合球团直接还原试验研究

根据转底炉工艺高温快速还原的特点, 在实验室模拟生产条件, 以烧结常用铁矿粉和还原剂(焦粉或煤粉)为原料进行了压球直接还原试验研究, 讨论了焙烧温度、C/O摩尔比、焙烧时间、球团粒径等工艺参数对球团还原后金属化率和强度指标的影响, 并对不同原料条件下焙烧特性进行了基础研究。结果表明, 在焙烧温度1 350 ℃、C/O比1.15、焙烧时间25 min、球团粒径25 mm条件下金属化率达到85.33%, 球团抗压强度达到2 240 N/个。     

铁矿粉流态化还原过程黏结机理分析

为探究常压下铁矿粉颗粒在流化床中进行还原时的颗粒间黏结失流情况,指导用流化床还原铁矿粉的工业化应用,以澳大利亚某铁品位为61.42%、颗粒粒径为0.63~1.0 mm的铁矿粉为原料,添加与铁矿粉质量比为2%的MgO粉末,在还原温度为923～1 023 K、H²与CO体积比为4∶1的混合气体为还原气体、还原气体线速度为0.6 m/s、还原时间为60 min条件下,考察铁矿颗粒在流化床中还原时的受力情况。结果表明：颗粒在流化床中的存在状态主要受气体对颗粒的曳力、颗粒间的黏结力以及颗粒自身重力作用的影响。颗粒在竖直方向上所受向上的合外力大于零时,处于流化状态;合外力等于零时,铁矿粉处于临界黏结状态;合外力小于零时,处于黏结失流状态。温度相同时,颗粒间黏结力随着固体桥半径增大而增大;当固体桥半径相同时,高温条件下颗粒间的黏结力比低温条件下要大,黏结失流的临界固体桥半径范围为82~106 nm。     

商洛井边沟全铁尾矿渣制备微晶玻璃的试验研究

以商洛铁尾矿为主要原料,采用熔融法和烧结法制备微晶玻璃,研究了烧结温度对微晶玻璃的物相组成、密度、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,烧结产品的密度和力学性能均呈现出先增大后减小的变化趋势,而耐酸腐蚀性呈先减小后增大的变化趋势。当烧结温度为1150℃,烧结时间为1.5h时,其密度为2.817g/cm3,莫氏硬度为5.75,抗压强度135.75MPa,耐酸失重率0.06%,耐碱失重率0.27%。     

常用铁矿粉高温基础性能研究

对常用的13种铁矿粉进行了同化性、液相流动性和粘结相强度等高温基础性能研究,并分析讨论了化学成分等对其高温基础性能的影响。结果表明,铁矿粉的同化性与成分SiO₂和MgO含量有关,铁矿粉的液相流动性和粘结相强度与成分SiO₂和Al₂O₃含量相关,铁矿粉高温基础特性的研究可为后续烧结优化配矿提供借鉴。     

评价铁矿石质量的主要指标

国外铁矿石以硅质酸性铁矿占大部分,钙质碱性铁矿即自熔性铁矿较少。因此,铁矿石质量的研究,侧重在以SiO_2为主要脉石的酸性铁矿。现代铁矿石的含义,是供钢铁冶炼用含铁原料的总称,它包括炼钢富块矿、高炉富块矿、烧结富粉矿、铁精矿、高炉球团和直接还原用球团。国外评价铁矿石质量的主要指标是化     

焙烧歧化-铁屑还原浸出低品位锰矿工艺研究

采用焙烧歧化-铁屑还原法对低品位锰矿进行还原浸出, 探究了一种焙烧过程不添加还原剂、反应全过程无有害气体产生的高效浸出锰的方法, 考察了焙烧温度、酸矿比、铁矿比、液固比、反应温度、反应时间对锰浸出率的影响。结果表明, 在焙烧温度700 ℃、酸矿比1.05∶1、铁矿比0.14∶1、液固比6∶1、浸出温度50 ℃下浸出2 h, 锰浸出率达到92.63%。     

鞍钢烧结配加澳洲MAC铁矿粉的试验研究

根据澳大利亚MAC粉矿性能和原料条件, 研究了不同燃料配比及不同MAC粉矿加入量条件下, MAC粉矿对转鼓强度、利用系数、燃耗、合理粒级、-5 mm粒级含量的影响,提出了最优的原料配比方案。分析了烧结矿的冶金性能与矿物组成, 结果表明配加20%的MAC粉矿使矿物的组成更加合理。     

堆积密度对炼焦煤膨胀性能影响的研究

研究了典型七台河新建1/3焦煤和桃山焦煤在不同堆积密度条件下的Audibert-Arnu膨胀性能及 G b因子变化规律。结果表明：煤料堆积密度提高后,其开始软化温度增加,开始膨胀温度降低;当煤料堆积密度从0.88 t/m 3增加到1.19 t/m 3 时,新建煤1/3焦煤的开始软化温度增加 30 ℃,桃山焦煤增加14 ℃,新建1/3焦煤的开始膨胀温度降低19 ℃,桃山焦煤降低15 ℃;同时,随煤料堆积密度提高,其最大膨胀度增加,膨胀温度区间也呈增加趋势; G b因子随煤料堆积密度提高而呈增加规律。     

铜渣高温快速还原焙烧-磁选回收铁的研究

采用高温快速还原焙烧-磁选工艺从铜冶炼渣回收铁, 系统研究了碱度(CaO/SiO₂)、还原温度、还原时间、还原剂用量等因素对磁选金属铁粉质量的影响。结果表明, 铜渣中的铁主要以铁橄榄石形式存在, 其次为磁铁矿; 在碱度(CaO/SiO₂)0.6、焦粉配比12%、还原温度1 300 ℃、还原时间30 min、铜渣粒度-0.074 mm粒级占95%、磁场强度0.08 T的条件下, 可得到铁品位91.10%、金属化率94.27%的金属铁粉。     

水硬度对细粒赤铁矿絮凝沉降效果的影响

为研究水硬度对细粒赤铁矿沉降效果的影响,以巴西某细粒赤铁矿精矿为研究对象,考察了水的硬度对赤铁矿沉降行为的影响,并探讨了PAM用量、矿浆pH值、温度等因素对于钙镁离子和赤铁矿作用过程的影响。结果表明：碱性条件下,钙镁离子对赤铁矿的沉降有促进作用,随着水硬度的增加,促进效果增强,pH=12时,水的硬度对赤铁矿沉降的影响最大,赤铁矿沉降率最高;PAM用量较低时,钙镁离子和PAM对赤铁矿的沉降都具有促进作用,二者表现为协同作用;高PAM用量条件下,二者表现为拮抗作用;升高温度,有利于细粒赤铁矿的沉降。试验结果对提高赤铁矿精矿沉降效率具有重要意义。     

基于示功图监测的煤粉相关井下故障预警

为了防治煤粉产出导致的煤层气井排水不畅、抽油泵漏失、卡泵等井下故障,进行了应用示功图预警煤粉产出对排采设备伤害程度的研究。基于鄂尔多斯盆地韩城地区煤层气生产实践,对煤粉相关井下故障的典型示功图进行了载荷分析与形状对比,提出了示功图监测预警煤粉相关井下故障的定量参数:卸载线滞后幅度R与载荷线偏差夹角θ。根据R与θ的变化范围,将相应井下故障强度划分为4个等级。排水不畅与卡泵生产实例的分析结果表明,示功图形状特征对煤粉聚集及其相关井下故障的严重程度具有指示预警作用。综合分析单井示功图形状及载荷比、变频器电流波动、日产水量变化等生产数据,可准确查明井下设备的功能状态与煤粉造成的伤害强度。对出现故障苗头的煤层气井及时采取回注排采与高效洗井等治理措施,可有效稀释煤粉浓度,扰乱煤粉聚集,加速煤粉运移,进而缓解煤粉伤害及相关井下故障。     

碳直接还原富铌渣制取铌铁合金温度的影响

本文对使用纯石墨碳粉对低品位富铌渣直接还原进行了研究。通过在同组前辈对气基选择性还原含铌矿粉制取富集铌的较佳实验条件之上,将还原得到含铌矿粉通过渣金熔分得到金相和渣相,而后使用纯石墨碳粉对富铌渣进行直接还原,对比不同温度情况下生成铌铁合金中铌的收得率,通过实验数据综合分析得到还原实验条件:1550℃时碳直接还原富铌渣生成铌铁合金可达到较优状态,铌得收得率为73.94%。     

单相水流阶段煤层裂缝中沉积煤粉的起动

煤粉属于黏性颗粒，颗粒间的黏结力是影响煤粉起动的一个重要作用力，尤其在微小颗粒中黏结力的作用表现得更加明显。然而，目前学者们在研究煤粉受力时，却忽视了黏结力的影响。在考虑煤粉颗粒黏结力影响的基础上，运用水动力学理论，建立了单相水流阶段煤层裂缝中沉积煤粉起动的力学模型，得到了起动速度随着粒径的变大，表现出先减小后增大的结论。实例分析表明，当流速控制在某个合理范围内时，可以使一定粒径的沉积煤粉起动，并能顺畅通过渗流通道。     

高磷鲕状赤铁矿深度还原过程中磷灰石还原热力学研究

某高磷鲕状赤铁矿磷含量为1.31%,主要以磷灰石的形式存在。采用热力学分析、模拟计算及试验验证的方法,对该矿石深度还原过程中磷灰石的还原热力学行为进行了研究。结果显示,在预定的深度还原温度范围内,矿石中的磷灰石可以被还原;杂质氧化物参与反应可降低起始反应温度;升高还原温度、增大C/O摩尔比和延长反应时间均有利于磷灰石的还原,在还原温度1 548 K、还原时间50 min、C/O摩尔比2.0的条件下,磷灰石的还原度达到78.57%。上述研究内容对高磷鲕状赤铁矿深度还原过程中磷元素迁移走向的选择有指导意义。      

流量计-排水法测定进口铁矿粉中的明水量

为测定到港进口铁矿粉中的明水量,建立了一种新颖实用的流量计-排水法。该法通过流量计测定排出明水的总体积,并采用特别设计的明水在线取样装置采取明水样品,然后在实验室测出明水样品的密度和其中矿石微粒的质量分数,进而求出明水的总量。所设计的明水在线取样装置可在人员不登轮、不中断明水排放的情况下获得有代表性的明水样品,为方法的准确性奠定了基础。