烧结熔剂的同化行为试验

为了更好地利用各种烧结熔剂,使用"座滴法"研究了6种烧结熔剂的同化行为。结果表明,活性度高的生石灰比活性度低的生石灰同化行为好;活性度相同的生石灰MgO质量分数低的同化行为好;石灰石与Fe_2O_3纯试剂反应的同化行为较好,这主要是由于高温下生成了高活性的CaO;白云石的同化行为较差,这主要是由于白云石中的MgO形成了MgO·Fe_2O_3高熔点物质。6种烧结熔剂的同化行为中生石灰A的同化行为好于生石灰B,生石灰B、石灰石A和石灰石B的同化行为非常接近,生石灰B的同化行为好于生石灰C,白云石的同化行为最差。     

MgO对Fe_2O_3压团还原过程铁氧化物晶格结构的影响

以纯试剂为原料,采用"压团-焙烧-还原"的方法,研究了MgO对Fe_2O_3压团在还原不同阶段铁氧化物晶格结构的影响,为探索球团矿还原膨胀机理、理解铁氧化物还原反应机制提供理论基础。研究结果表明:在压团焙烧阶段,晶格常数a,b的变化是由于溶质原子周围点阵膨胀所致,而晶格常数c的变化是因为氧的减小;在Fe_2O_3还原到Fe_3O_4阶段,Mg~(2+)能同时固溶在两种铁氧化物中,稳定晶格,阻碍了还原的进行;在Fe_2O_3还原到FexO阶段,随着MgO添加量的增加,FexO晶胞参数随之减小,符合Vegard线性定律;Fe_2O_3还原到Fe阶段,MgO对Fe的晶胞参数无明显影响。最终探明了MgO在Fe_2O_3压团还原过程中的行为规律。     

m(MgO)/m(Al_2O_3)对铁矿粉烧结矿相组成的影响

在准化学平衡条件下,通过相平衡实验研究了不同的m(MgO)/m(Al_2O_3)对含两种类型的Al_2O_3的铁矿粉烧结矿相组成的影响。利用X射线衍射及扫描电镜分别对试样进行了矿相组成分析和显微结构观察。实验结果表明:当温度为1300℃、二元碱度R=2.0时,含两种类型的Al_2O_3的铁矿粉主要矿相组成相近;随着m(MgO)/m(Al_2O_3)的增大,磁铁矿(Fe_3O_4)、硅酸盐(Ca_2SiO_4)、铁酸一钙(CaO·Fe_2O_3)等矿相含量有所升高;同时铁酸钙中固溶Al减少,铁酸钙形态由板片状向针状转变,并且产生富Mg的复合铁酸钙(SFCAM)。     

烧结矿矿相特性研究

以现场烧结矿为研究对象,在实验室中采用XRD分析、光学显微镜定量观测、EPMA分析和纳米力学测试等方法,研究烧结矿矿相特性,并从烧结微区成分、烧结温度和褐铁矿反应行为等方面,探讨返矿形成机理。试验研究表明:(1)烧结矿矿物主要包括赤铁矿、磁铁矿、铁酸钙和玻璃相,成品矿中矿物组成以铁酸钙和熔蚀形磁铁矿为主,并伴有大量的二次赤铁矿,原生矿比例较低;而返矿矿物组成含有较多的自形晶磁铁矿和二次赤铁矿,铁酸钙含量较低,且部分铁酸钙呈细密针状结构与原生赤铁矿共生,细粒级中含有较多的原生褐铁矿。(2)不同形貌的复合铁酸钙中,枝晶状铁酸钙Si O_2和Al_2O_3含量较低、二元碱度和Fe_2O_3与Ca O的摩尔比较高;而板、块状铁酸钙Si O_2和Al_2O_3含量较高、二元碱度和Fe_2O_3与Ca O的摩尔比较低。(3)烧结矿矿相中,赤铁矿硬度较高,硬度值为18~22 GPa;铁酸钙、磁铁矿硬度次之;而玻璃相硬度最低。返矿形成机理方面,分析认为:低碱度微区形成的自形晶磁铁矿和玻璃相的矿相组织、烧结温度偏低区域形成的SFCA-I和原生赤铁矿的矿相组织、原生褐铁矿本体及其周边反应区域的矿相组织,上述矿相组织抵御外力冲击能力较弱,易于形成返矿。     

铁酸镁对Fe_2O_3压团还原过程的影响

以纯试剂为原料采用固相合成法,用等摩尔比的Fe_2O_3和MgO,在1280℃、于空气气氛下烧结合成铁酸镁,研究了铁酸镁压团在拟定还原制度下对赤铁矿还原各阶段还原产物的影响。研究表明:在Fe_2O_3还原到Fe_3O_4阶段,形成了铁酸镁晶格结构类型的固溶体,稳定了铁酸镁晶格;在Fe_2O_3还原到FexO阶段,形成大量的镁质浮氏体,而残留的铁酸镁中,铁以不同化合价存在于其中;在Fe_2O_3还原到Fe阶段,铁酸镁被分解为两相,分别是金属铁和氧化镁,且对产物铁的晶格结构无影响。最终探明了铁酸镁在Fe_2O_3压团还原过程中的行为规律。     

MgO对碱金属球团还原膨胀性能的影响

采用压团、焙烧、分步还原(Fe_2O_3→Fe_3O_4,Fe_3O_4→Fe_xO,Fe_xO→Fe)及测定各还原阶段的还原膨胀率的方法来揭示MgO抑制含K、Na碱金属球团还原膨胀的机理。结果表明,随着MgO含量的增加,试样焙烧后磁铁矿或铁酸镁相增加,降低了第一还原阶段的还原膨胀率;含MgO试样焙烧时会生成高熔点渣相,从而抑制第二还原阶段的还原膨胀;MgO的添加抑制了铁晶须的生长,使得第三还原阶段的还原膨胀率降低。     

MgO和Al_2O_3含量对铁酸钙生成的影响

铁酸钙作为高碱度烧结矿的黏结相,对烧结矿冶金性能的影响极其重要。研究了其生成过程受MgO、Al_2O_3的影响。根据铁酸钙研究基础在CaO、Fe_2O_3固定配比原料中加入不同量的MgO和Al_2O_3,烧结后进行X射线衍射分析,并结合金相显微镜的观察,分析MgO、Al_2O_3的对铁酸钙生成的影响。研究表明:在0.5%～2.5%范围内,随MgO含量的增多,铁酸钙先增多后减少,在1.5%～2.0%取得最大值,且MgO含量为2.0%时,矿相结构较为理想;Al_2O_3可以促进铁酸钙中Fe_2O_3的固溶和二元铁酸钙中的液相生成,从而促进铁酸钙向复合铁酸钙转化。     

铁粉矿在HIsarna工艺中预还原行为的研究

通过高温实验与理论分析研究了铁粉矿颗粒在高温下的热分解和熔化行为,以及熔化后气体与熔融粉矿液滴之间的还原动力学.当温度高于FeO熔点且产物层中有FeO生成时,铁粉矿颗粒会出现熔化现象.还原反应前210 ms伴随着剧烈的热分解反应,主要是Fe_2O_3分解成Fe_3O_4.熔化后的铁粉矿颗粒产物层是液态的FeO,颗粒中心是未反应的固态Fe_3O_4,还原反应发生在颗粒表面.Fe~(3+)在产物层中的扩散是还原反应的限制性环节,通过计算得到气体与熔融铁粉矿颗粒还原反应的表观活化能约为141 kJ/mol.     

复合吹炼喷嘴套砖蚀损的研究

本文侧重叙述了使用CO_2气体时、喷嘴用镁白云石套砖的蚀损现象。试验指出CO_2气体与熔池中Fe起反应,生成Fe~(2+)和Fe~(3+)。在套砖工作面段带分析中发现了既存在含Fe~(2+)的MgO多边形晶体和进一步形成的致密层,亦存在含Fe~(3+)的MgO·Fe_2O_3和CaO·Fe_2O_3化合物富集带。这些固溶体的熔点较低,在1650～1700℃炼钢温度下,组织松散,开始软化,高温强度降低,在钢水的强烈搅拌冲刷下,全部蚀变层很快被冲刷流失,失去了对喷嘴的保护作用。     

MgO/Al_2O_3对复合铁酸钙润湿性和黏度的影响

本文以烧结矿最主要粘结相复合铁酸钙为研究对象,探究了复合铁酸钙物性随MgO/Al_2O_3比值的变化规律。通过改变复合铁酸钙的MgO、Al_2O_3含量研究了不同配比组成的复合铁酸钙的黏度特性和其溶化后与Fe_2O_3间的润湿性。结果表明:同一温度下,复合铁酸钙的黏度随MgO/Al_2O_3比值的增大而减小;随MgO/Al_2O_3比值的增大,润湿角整体呈现先减小后增大的趋势,在MgO/Al_2O_3=0.66附近取得最小值。     

高铁低硅烧结技术研究

高铁低硅烧结矿固结机理与普通高碱度烧结矿不同,它是铁酸钙液相固结与铁氧化物再结晶或重结晶固相固结并存.采用一整套与高铁低硅烧结矿相适应的技术,如理想的碱度制度、合理的料层高度、较低的配碳量、添加优质活性石灰及调整烧结矿中的MgO和Al2O3等,在保证利用系数的情况下,获得了高强度、高还原性的烧结矿.     

固态下SiO2对二元铁酸钙形成过程的影响

 铁酸钙作为高碱度烧结矿黏结相的主要组成,其形成受SiO2的影响,但到目前为止,其影响机理尚不是十分明确。通过XRD和矿相显微镜观察,并结合Rietveld法定量分析,研究了SiO2对二元铁酸钙形成过程的影响。结果表明：Fe2O3与CaO反应,700 ℃时形成Ca2Fe2O5,在800 ℃时出现CaFe2O4,随着温度升高,Ca2Fe2O5逐渐向CaFe2O4转变。SiO2存在时,在铁酸钙形成过程中有Ca2SiO4生成,温度低于900 ℃时,受动力学条件的影响,反应速率较低,Ca2SiO4的量相对较少,另外,SiO2的阻碍作用随其质量分数的增加而增强,进而导致已形成的Ca2Fe2O5与Fe2O3未能继续反应形成CaFe2O4而使其质量分数逐渐增多;高于900 ℃时,随着温度的升高,动力学条件改善,离子扩散能力增强,其中,Fe3+通过CaFe2O4层比Ca2+通过Ca2Fe2O5层更容易,进而促进了CaFe2O4形成反应的进行,Ca2Fe2O5向CaFe2O4转变,但随着SiO2质量分数增加,Ca2SiO4的生成量增多,CaO与Fe2O3的接触面积减小,抑制了CaFe2O4的生成。     

碱金属对Fe_2O_3压团焙烧过程的影响

以纯试剂为原料采用压团焙烧的方法,研究了碱金属对Fe2O3压团在焙烧过程中的行为及晶格结构的影响。研究表明,Na2CO3易与Fe2O3反应生成NaFeO2等低熔点铁酸盐并有液相产生,但在压团焙烧阶段Na2O对Fe2O3晶格结构没有造成影响;K2CO3也容易和Fe2O3反应固相反应生成多铁酸钾等铁酸盐。同时添加(K2O+Na2O)或是增大他们添加量都对晶格常数a、b无影响,而对晶格常数c影响显著。同时添加K2O与Na2O使得Fe2O3晶格常数c由无添加的1.370 72nm增大为1.372 59nm,且随着添加量的增多,不断增大。     

钒钛磁铁精矿添加硼化物烧结试验研究

钒钛磁铁精矿由于含有较高的TiO2与Al2O3等成分,烧结初始熔点高,生成的液相量少,矿物组成复杂,长期影响了烧结矿强度与冶金性能。通过添加硼酸与硼铁精矿进行烧结试验研究,结果表明随着烧结矿B2O3含量增加,烧结熔点降低,烧结矿铁酸钙含量增加,强度与冶金性能改善,利用系数提高,但B2O3含量超过0.23%后指标有变差的趋势。加硼铁精矿综合效果优于加硼酸。     

铁水预处理条件下铝热还原轻烧白云石的正交试验

通过正交试验研究了铁水预处理条件下复合脱硫剂中铝热法生成Mg的影响因素。分析了铝、发热剂中Fe2O3和熔点调节剂对轻烧白云石中MgO还原率的影响。研究结果表明,铝和熔点调节剂SiO2,Al2O3对轻烧白云石中MgO还原率的影响较大,Fe2O3次之。通过回归分析获得了各因素和MgO还原率之间的关系式,并对关系式进行了分析。还原剂Al与MgO还原率保持良好的线性关系,当SiO2,Al2O3和Fe2O3分别为0.5mol,0.4mol和0.4mol时,MgO还原率分别达到最大值58.09%,52.19%和55.5%。     

2种氧分压下铁矿粉烧结高温熔体的流动行为

铁矿粉烧结高温熔体的流动行为,对烧结矿强度的改善有重要影响,而其受到烧结料层内氧分压的深刻影响.以7种铁矿粉为研究对象,在实验测定2种氧分压下高温熔体流动行为的基础上,通过FactSage热力学计算、XRD矿相分析法及矿相数点法探究其影响机制.结果 表明,当高温保持段的氧分压从0.1 kPa升高至21.0 kPa,高温...     

温度对含V和Ti生铁高温氧化性能的影响

摘要：为研究温度对含V、Ti生铁高温氧化性能的影响规律,采用静态不连续增重法绘制了氧化动力学曲线,并结合SEM-EDS和XRD检测手段,分析了含V、Ti生铁的高温氧化机制。结果表明,含V、Ti生铁的氧化增重与时间呈线性关系,900℃后氧化速率会迅速上升;高温下生成的氧化层为双层结构,表层主要氧化物为Fe2O3,外氧化层为连续的Fe2O3和TiO2的混合氧化物,内氧化层主要由V2O3组成;Ti在氧化层中扩散速率较快,随着氧化层变厚,TiO2逐渐从片层状氧化物中富集成团状。当氧化温度高于900℃后,TiO2能够破坏表层氧化物的连续性,导致含V、Ti生铁氧化层疏松脱落。     

Rapid Dissolution of Quicklime into Molten Slag by Internally Formed Gas

In steelmaking process, quicklime is used to produce CaO-based slag. Although rapid dissolution of quicklime is required for high-efficiency refining, it is known that the rate decreases when dicalcium silicate (C₂S) layer forms around the quicklime by reacting with slag. The equation that driving force is the difference of CaO content between in slag and a liquid phase of slag saturated by C₂S has been often used for estimating the dissolution rate of lime, in which this saturated value is thermodynamically determined. The authors, however, revealed that the quicklime used in actual operation showed much faster dissolving rate than that of completely calcined lime that is covered by C₂S layer during dissolution into slag. This was caused by a gas formation due to a thermal decomposition of residual limestone existed in quicklime. In this study, the dissolution rate of quicklime with the gas formation is quantitatively investigated.