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。     

钒钛磁铁矿含碳球团还原的影响因素

通过单因素实验考察了还原温度、还原时间及碳氧摩尔比(n_C/n_O)对钒钛磁铁矿含碳球团还原的影响,结合扫描电镜照片解释了钒钛磁铁矿的还原机理.实验结果表明,适当升高还原温度、延长还原时间及增加碳氧摩尔比均可以促进钒钛磁铁矿的还原,并且金属化率随还原温度的升高先急剧升高而后趋于平缓,随着还原时间的延长及碳氧摩尔比的增加而先升高后降低,而残碳量随着反应的进行不断降低.当还原温度为1350℃,还原时间为30 min,碳氧摩尔比为1.2时,球团的金属化率达到最大值.通过扫描电镜照片可以看出,球团在还原过程中形成了铁连晶,并且在不同的还原条件下铁连晶的大小及形态不同.     

钒钛磁铁矿含碳球团直接还原试验研究

基于转底炉直接还原工艺,通过正交试验,研究了配碳量、还原温度、还原时间对钒钛磁铁矿含碳球团金属化率的影响,并对其影响规律进行了分析。结果表明:配碳量是影响金属化率最重要的因素,还原时间次之,还原温度的影响不显著。在配碳量为1.0、还原温度为1 350℃、还原时间25 min的工艺条件下,金属化率最高为94.59%。     

高锡锌砷铁精矿球团直接还原的研究

针对含锡锌砷超标的铁精矿采用球和直接还原工艺，既获得了供是炉炼钢用的优质金属化球团，又有效地脱除了产品中锡锌砷等杂质，脱除率达到９０％以上，达到了国家规定的质量标准要求，是较理想的资源利用方案。     

高铬型钒钛磁铁矿内配碳钠基碱性球团制备

为探究高铬型钒钛磁铁矿内配碳钠基碱性球团的性能,开展了内配碳碱性球团制备工艺参数优化的试验研究。首先通过单因素试验讨论加水量、成球压力、黏结剂加入量、Na₂O加入量和配碳量对球团落下强度的影响;然后采用正交试验结合极差分析和方差分析确定影响球团落下强度的主次因素和最优工艺参数组合;最后在最优工艺参数组合条件下进行球团高温热裂性、转鼓指数和膨胀率测试。研究结果发现,球团制备的最优工艺参数组合为加水量6%、成球压力10 MPa、黏结剂加入量0.4%、Na₂O加入量1.2、配碳量1.2;影响球团性能的主次因素依次为成球压力、配碳量、Na₂O加入量、加水量、黏结剂加入量。在最优参数组合条件下,干球团在950、1 050、1 150、1 250℃下的高温热裂性分别为15%、20%、25%、35%,转鼓指数分别为82.3%、77.6%、72.8%、63.4%,膨胀率分别为108%、120%、106%、70%。上述球团制备工艺参数优化的研究结果可为后续高铬型钒钛磁铁矿碱性球团制备以及非高炉工艺回收高铬型钒钛磁铁矿中有价金属提供工艺参考...     

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。     

铁精矿冷固球团直接还原机理研究

本文详细地研究了铁精矿冷固球团在煤基回转窑内的还原机理。研究结果表明：“复合粘结剂”集粘结、催化和还原功能于一体，能使冷固球团矿按均质反应模型还原。因此冷固球团矿具有良好还原性和足够的机械强度，消除了低温还原粉化，是一种直接还原的新炉料。     

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。     

优化钒钛磁铁矿金属化球团熔分还原工艺铁回收率的研究

熔分还原金属化球团生产高钒生铁是利用钒钛磁铁矿的途径之一.钒回收率与铁回收率呈密切的正相关关系.为了提高钒回收率,通过正交试验考察了熔分还原温度、炉渣二元碱度、萤石和还原时间对铁回收率的影响,并对还原工艺条件进行了单因素优化试验.结果表明:碱度和时间对铁回收率有较为重要的影响,温度次之,萤石影响最小.铁回收率优化后的工艺条件为温度1 530℃、碱度0.8、萤石2％、还原时间40 min,在此优化条件下,渣铁分离效果好,铁回收率达到95.39％,钒回收率可达92.49％.     

含钒钛铁精矿氧化球团气基竖炉直接还原模拟试验

我国钒钛磁铁矿资源丰富,但综合利用难度大,现有工艺仍存在一些问题,工艺流程还有待完善和革新。气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺为钒钛磁铁矿资源清洁高效综合利用提供了新途径。以含钒钛的铁精矿为原料制备氧化球团,模拟气基竖炉直接还原条件,研究了还原气组分和温度对球团的还原进程、还原膨胀以及还原强度的影响。结果表明:以钒钛铁精矿为原料,配加1%膨润土,在1 250℃下焙烧20 min后,所制备氧化球团性能良好,具有较高的抗压强度。在恒定还原气组分(纯H2、H2/CO=2.5、H2/CO=1、H2/CO=0.4和纯CO)和温度(850、900、950和1 000℃)下,钒钛铁精矿球团还原速率快、还原膨胀率小(<20%),可满足气基竖炉直接还原工艺要求。煤制气-气基竖炉直接还原凭借其能耗小、环境友好、单机产能大、产品质量好等优点,将在钒钛磁铁矿资源高效清洁综合利用领域得到发展。     

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%)。     

金属化球团连续炼钢生产工艺流程的探讨

根据金属化球团的特点,推荐如下的连续炼钢工艺,直接还原－熔化分离－半钢预处理－单段逆流槽式连续炼钢－炉外精炼－连铸。     

金属化球团防止再氧化研究

研究了转炉尘泥和精矿含碳球团在氧化性气氛下还原，冷却和贮存过程中的再氧化问题，提出了有效防止氧化的措施，高温（大于１２００℃）、快速（１０－２０ｍｉｎ）还原得到的金属化率大于９０％扔金属化球团，采用炉内冷却、埋煤粉中、放密封罐内、炉内冷却至９００－１０００℃后出炉冷却四种都是有效的，干燥清洁的室内存是简单有效贮存海绵铁的方法。     

攀枝花钒钛铁精矿球团还原膨胀试验研究

运用球团形貌在线监测试验装置监测并研究了粘结剂含量及焙烧气氛对球团还原膨胀率的影响.结果表明:在温度1 100～1200℃下,将添加了小于1.5％膨润土的攀枝花钒钛铁精矿球团进行磁化焙烧,所得球团还原时的最大线膨胀率小于5％,球团矿不粉化,利于高炉冶炼顺行.     

钒钛磁铁矿金属化球团熔分-深还原过程热量损失以及影响钒入铁因素分析

对钒钛磁铁矿金属化球团熔分-深还原过程热量损失进行了计算,讨论了熔分温度、二元碱度、熔分渣中FeO含量、钛走向以及铁水中Si含量对钒进铁影响。结果表明:熔分过程的热量损失为6.34%左右;熔分温度为1 570℃,二元碱度为1.1~1.2,熔分渣中FeO的含量为8%~12%,合理控制配碳比以及适当的提高铁水中的Si含量,有利于熔分过程中钒进铁。     

钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验及渣相分析

通过单因素试验考察了熔分温度、熔分时间和球团碱度对钒钛磁铁矿金属化球团熔分效果的影响,利用Factsage软件计算了不同碱度配比下的渣系三元相图,并结合XRD分析了熔分渣系特点,解释钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分过程。结果表明,适当提高熔分温度、熔分时间和球团碱度有利于渣铁分离,但球团碱度超过1.0后,由于三元渣系组成移动到了高温区,使熔渣熔化性温度升高;熔分时间超过40min后,渣系中TiN逐渐增多,增加了熔渣的黏度,不利于渣铁分离。金属化球团熔分还原的最优条件为熔分温度1 550℃、球团碱度R=1.0、熔分时间40min。     

采用转底炉生产金属化球团的工业试验

对转底炉生产金属化球团的工业试验进行了总结。工业试验表明,采用发生炉煤气,经预热助燃风和煤气,炉膛温度可以稳定达到1350～1400℃,能生产出金属化率达到80%左右的金属化球团。     

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.     

钒钛磁铁矿含碳球团的还原机制

 以转底炉工艺为基础,对不同配碳比、不同焙烧温度、不同焙烧时间条件下的金属化球团宏观形貌和内部组织结构进行分析研究。结果表明：随着还原温度的升高,Ti在球团中由集中分布到均匀分布再到集中分布,与Fe逐渐分离,而Ti与Mg的分布状态几乎相同,且V的赋存形态几乎与Ti一致。通过扫描电镜观察及分析得知,随着还原温度的升高,球团孔隙度降低,这在一定程度上影响了还原反应的继续进行。还原时间为20~40min时,Fe与Ti、V基本能够分开,Mg与Ti则基本互溶在一起,走向一致。无论在何种配碳比的条件下,球团中均出现了金属铁和(Fe,Mg)Ti2O5,而黑钛石的存在限制了金属化率的进一步升高,且当配碳比增加到1.3时,球团中出现了新相TiC0.2N0.8。     

铁精矿氧化球团微波加热直接还原新方法

传统加热直接还原具有热效率低、球团"冷中心"和废热废气量大等问题,造成还原时间长、能耗高和污染大。试验利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和清洁干净等优点,以及铁矿球团和无烟煤强的吸波特性,开发了铁矿球团煤基微波竖炉直接还原这一新工艺。研究表明,铁矿球团外配煤粉在1 050℃的微波加热条件下还原焙烧65min,可以获得95.25%的金属化率,同时具有1718.88N/个的抗压强度。与常规加热相比,微波加热还原焙烧的时间可以缩短27.78%,抗压强度增加近1倍,而且还原过程产生的废热废气量很少。