半金属化球团工艺的研究及开发

在实验室条件下，利用圆盘造球机配制的复合球团，进行了不同焙烧温度、不同焙烧时间、不同煤粉配比的半金属化球团试验。试验结果表明，内配15％的烟煤，在还原温度为1050℃、高温还原时间90min的条件下，复合球团的铁品位能达到68％以上。     

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。     

转底炉生产金属化球团工业性试验

昆钢根据对各种非高炉炼铁工艺进行基础调研，并与北京科技大学合作进行了昆钢原料条件下转底炉生产金属化球团的实验室试验研究，找到了昆钢原料条件下转底炉的适宜操作参数。根据研究结果，决定利用山西瑞拓熔融还原炼铁有限公司的转底炉，进行生产金属化球团的工业性试验，试验取得了成功。     

金属化球团对甲烷和有机硫转化的催化作用

本文介绍了金属化球团对甲烷和有机硫转化催化作用的实验室试验结果。试验结果表明：在直接还原过程中，金属化球团对甲烷蒸汽的转化和有机硫化物的加氢转化均有一定的催化作用。     

冶金含铁尘泥复合球团直接还原试验研究

以酒钢高炉瓦斯灰、转炉OG泥、转炉二次除尘灰和自产铁精矿为主要含铁原料制备复合球团开展直接还原试验。通过利用马弗炉模拟平铺料式隧道窑焙烧过程开展基础性试验研究,考察焙烧温度、焙烧时间、球团配比等条件对金属化球团金属化率、抗压强度的影响,结果表明:金属化球团金属化率和抗压强度指标均随焙烧温度的提高和焙烧时间的延长而升高,综合考虑金属化率和抗压强度指标,球团在焙烧温度1 200℃、焙烧时间100 min时是比较适宜的;不同瓦斯灰配入量条件下试验结果表明,球团金属化率随瓦斯灰配入量的增加而升高,抗压强度随瓦斯灰配入量的增加而降低。在此基础上,利用30 m平铺料式隧道窑装置开展了直接还原半工业验证试验,最终取得金属化球团铁品位73.51%、金属化率88.76%、抗压强度平均2 328 N、脱锌率95.10%的试验指标,金属化球团抗压强度等各项指标均满足酒钢高炉或转炉用料要求,说明通过平铺料式隧道窑处理冶金含铁尘泥复合球团在技术上是可行的。     

响应曲面法优化钒钛磁铁矿含碳球团直接还原工艺

在实验室条件下模拟转底炉工艺,进行了钒钛磁铁矿含碳球团直接还原实验。运用基于中心组合设计的响应曲面法对影响钒钛磁铁矿含碳球团金属化率的主要影响因素进行了研究并优化。研究结果表明:焙烧温度对球团金属化率的影响最显著,焙烧时间次之,配碳比(wC/wO)影响最小。通过分析实验结果,建立了球团金属化率的二次多项式模型,模型预测的最佳工艺参数为:焙烧温度1 350℃,焙烧时间35.14 min,配碳比1.25。在最佳工艺条件下进行验证实验,发现实际金属化率与预测的金属化率具有良好的一致性,相对误差仅为0.87%。     

回转窑焙烧半金属化球团试验

在大量实验室试验的基础上，利用水泥厂回转窑进行了内配碳球团焙烧的工艺试验。通过对成球方式、配煤量、粘结剂用量和焙烧工艺以数进行优化和调整，可以生产出金属铁在25％以上，品位在68％以上，金属化率大于35％的半金属化球团，这说明在回转窑氧化气氛下焙烧内配碳球团是可行的。     

鱼雷罐加金属化球团对铁水温度的影响

在倒完铁水的空鱼雷罐中加入金属化球团,鱼雷罐再次受铁过程中,在铁水的动力学冲击和热力学作用下,金属化球团中的氧化铁与铁水中的碳和硅发生还原反应,可实现金属化球团的无危害返生产利用。研究了金属化球团对鱼雷罐中铁水温度的影响,从理论分析和生产实践两个方面,证实了金属化球团的加入不会降低铁水温度。     

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.     

钒钛铁精矿非自然碱度含碳球团高温固态还原试验

为了研究钒钛铁精矿非自然碱度含碳球团高温固态还原规律,以钒钛铁精矿为原料,在实验室条件下,探索了还原温度、还原时间、碱度和配煤比对钒钛铁精矿非自然碱度含碳球团高温固态还原的影响,采用X射线衍射仪测定了金属化球团的物相组成。研究结果表明,适当提高还原温度、延长还原时间、提高碱度和配煤比均可促使球团的金属化率提高;对于钒钛铁精矿金属化球团物相组成,在还原温度高于1 400℃时,金属化球团中出现大量碳氮化钛,碱度的提高有利于抑制还原产物中碳氮化钛的生成,配煤比的增加促进了碳氮化钛的生成。从后续熔分工序对钒钛铁精矿金属化球团质量要求的角度来说,高温固态还原的适宜条件,还原温度为1 350℃,碱度为1.0,还原时间为30 min,配煤比为1.3,在此条件下,球团的金属化率为93.72%,金属化球团碳质量分数为6.08%,主要物相为黑钛石和金属铁。     

钒钛铁精矿内配碳球团转底炉试验研究

对钒钛铁精矿内配碳球团转底炉的实验室中间试验和工业试验进行了总结。中间试验利用转底炉处理钒钛铁精矿,获得了金属化率93%以上的金属化球团,为工业生产实现铁钒钛综合回收提供了依据;工业转底炉试验中,采用"全炉高温,弱还原气氛",在稳定投料生产期间,获得了金属化率平均值为78.9%,残碳平均值为7.27%的金属化球团。     

还原条件对COREX球团显气孔率和金属化率的影响

球团金属化率是COREX还原过程的重要指标,球团显气孔率直接影响球团在COREX竖炉中的还原程度。模拟COREX竖炉荷重还原条件,研究了不同还原条件对球团还原后金属化率和显气孔率的影响规律,并针对COREX竖炉炉料黏结现象,在球团表面涂覆固体制剂,对还原后涂层球团金属化率和显气孔率进行了分析。研究结果表明,当温度为800~950℃时,随着温度上升,金属化率增大,同时球团显气孔率提高;还原气体中H_2增加时,球团金属化率和显气孔率也会提高,H_2体积分数每增加5%,还原后球团金属化率增加2.6%。在850℃时,轻烧白云石与塑料比值为1∶1时的涂层球团还原后显气孔率和金属化率分别为53.8%和60.2%。     

钒钛磁铁矿含碳球团直接还原研究

以转底炉工艺为基础,在实验室模拟条件下,进行了钒钛磁铁矿含碳球团直接还原高温焙烧试验。通过XRD分析,讨论了配碳量(wC/wO)、还原温度、还原时间对球团金属化率和残碳量的影响。结果表明:随着还原温度的升高金属化率不断升高,而残碳量不断降低;在1 350℃之前,随着温度的升高,金属化率迅速升高,然后趋于平缓;当还原温度为1 350℃时,金属化率可达90%以上,随着还原时间的增加,球团的金属化率呈现先升高后降低的趋势,残碳量逐渐降低,还原时间为30 min时,球团的金属化率达到最大(91.37%);随着配碳量(wC/wO)的增加,球团还原速率加快,球团还原充分,球团的金属化率升高,当wC/wO为1.3时达到最大(94.28%)。     

攀枝花钛精矿直接还原过程的研究

研究了攀枝花钛精矿球团的氧化规律和温度、时间、还原剂数量等对不同氧化率的球团外配碳直接还原效果的影响。在相同条件下与原矿球团相比,外配碳球团的金属化率有明显的提高,并且随球团氧化度的升高而增加。在还原剂配比合适时。再增加还原剂的用量。对还原球团金属化率的影响不显著。但往钛精矿球团内加入少量的碳,却可以显著提高还原球团的金属化率。     

温度对红土矿球团直接还原的影响

在还原时间90min、氧化钙配比10%、复合剂配比11%、还原碳配比5%的条件下制成球团进行焙烧、磁选。考察球团还原过程温度的变化对球团产生镍铁颗粒金属化率和镍品位的影响。结果表明:还原的最佳温度1 200～1 250℃,此温度下镍的金属化率达到89%以上、铁的金属化率85%以上。镍的品位达到5%。     

高炉瓦斯灰制含碳球团直接还原试验研究

通过试验对高炉瓦斯灰和氧化铁皮制得含碳球团的直接还原进行了研究,考察了不同还原气氛、球团中不同C/O、还原时间、还原温度对还原结果的影响。结果表明:高温下含碳球团在空气中直接还原就能获得很高的金属化率。当球团中C/O在1.2以上时,球团的金属化率在还原过程中一直增加,在1 350℃下还原30 min,球团的金属化率达到96.94%。球团金属化率的变化趋势表明球团在反应开始是由化学反应控速环节控制,而后逐渐向扩散控速环节过渡。在1 400℃下空气中还原30 min,球团中还原出的铁与渣完全分离。     

我国回转窑直接还原的进展

回顾了我国回转窑直接还原从粒铁法到生铁—水泥法、预还原和金属化球团新工艺的发展过程;我国回转窑金属化球团的研究概况及其在高炉、电炉中的应用。通过回转窑金属化球团的经济分析,阐明了当时金属化球团不能推广应用及目前已成为十分引人注目的废钢代用品的原因。同时也简述了回转窑直接还原在粉状铬矿预还原球团和粉末冶金铁粉生产中的应用及其经济性。     

磁铁精矿冷固球团直接还原新工艺的研究

介绍了磁铁精矿采用有机粘结剂进行冷固结，得到冷固球团，然后直接进行还原生产金属化球团的新工艺，试验表明，此工艺可得到性能优良的冷固球团及金属化率≥９５％的金属化球团，文章还对其各工艺条件及影响因素进行了阐述。     

钒钛磁铁矿直接还原实验研究

在实验室条件下研究了钒钛磁铁矿直接还原特点,摸索了还原温度、还原时间、还原气氛和配碳量对直接还原金属化率的影响.结果表明,还原温度和气氛是影响金属化率的最重要因素,温度达到1 300℃以上,还原时间达到20 min以上,维持还原过程中性至还原性气氛,球团金属化率可稳定保持在90%以上.同时分析了还原后金属化球团的岩相组成,比较了钒钛磁铁矿与普通矿直接还原的差异.     

金属化球团抗压强度的影响因素分析及资源化利用

为考察不同条件对转底炉金属化球团强度的影响规律,进一步优化转底炉生产参数,明确金属化球团资源化利用方向,本文通过分析典型冶金尘泥的化学成分及粒度组成,研究转底炉直接还原工艺的不同原料配比、烘干和焙烧制度、冷却及成型方式对金属化球团抗压强度的影响,并探讨转底炉金属化球团进高炉利用的可行性。试验结果表明：原料配比是影响金属化球团抗压强度的主要因素之一;当高炉旋风灰配比为56%时,金属化球团出现空壳粉化现象,调整高炉旋风灰、炼钢一次灰、二次灰、高炉布袋灰、高炉炉前灰配比为18%、20%、10%、26%、26%时,金属化球团抗压强度可达到2 815 N/P;在相同配料条件下,压球工艺焙烧后的金属化球团强度明显优于造球工艺,且其转鼓强度与烧结矿相当。