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.     

含碳球团预热后抗压强度变化的研究

通过模拟高炉内部的升温制度,对含碳球团在氧化性气氛中预热至不同温度下的抗压强度进行了检测,结合在900℃、1000℃和1100℃温度下预热还原后的含碳球团成分(XRD)和显微结构(SEM),从热力学角度分析了预热还原后的含碳球团抗压强度发生变化的现象和机理.     

硫酸渣含碳球团高温焙烧试验研究

基于转底炉直接还原工艺,以硫酸渣为原料进行压团、焙烧,通过正交试验研究了C/O、还原温度、还原时间等参数对球团金属化率和抗压强度指标的影响,并对其影响规律进行了分析.实验得出最佳工艺参数为:还原温度1 280℃;C/O比1.2;还原时间24 min.在此参数下,含碳球团的金属化率为89.79％,抗压强度为6 703 N/P.X光衍射(XRD)分析也证明,硫酸渣经过还原后出现了大量金属铁,表明采用转底炉工艺切实可行.     

粘结剂对含碳球团还原的影响

水玻璃已被证明是用于含碳球团的理想粘结剂，作研究了在９００～１２００℃、氮气氛中粘结剂（水玻璃）对含碳球团还原的影响。对实验数据进行了动力学分析，给出了理论解释，并指出了其在生产中的应用。结果表明：水玻璃可促进含碳球团还原。该还原反应由球团内矿粒层中的气相内扩散控制，加入水玻璃并没有改变这一限制环节，但可减少该环节的阻力。     

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%。     

煤粉含碳球团炼铁半工业试验

作者提出一种以非焦煤和含煤球团为原料,用煤粉化铁炉连续生产铁水的方法。该工艺由煤粉,空气在前炉中旋转燃烧供热,燃烧产生的高温煤气经过火道进入竖炉,逆流预热预还原冷固结含煤球团,预还原后的球团在竖炉下部和火道中熔化,过热并进行终还原,最后流入前炉完成渣—铁分离。在已完成的半工业试验中,冶炼耗煤量为916 kg/t铁水,耗电量为80 kwh/t铁水,生产率为6 t铁水/(m~3·d)。本工艺可发展成一种只用非焦煤和铁精矿粉生产铁水的生产工艺。     

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%)。     

烧结烟气脱硫石膏含碳球团还原脱硫实验研究

基于含碳球团减重还原实验,研究了还原剂摩尔比、反应温度、气氛、添加剂对脱硫石膏还原脱硫的影响。还原实验结果表明,脱硫石膏含碳球团还原脱硫最适宜的工艺参数是n(C)/n(CaSO₄)为0.5～0.6,反应温度1 150℃,H₂气氛,添加剂的作用不明显。综合实验结果表明,扩大实验量级不会降低含碳球团脱硫石膏的脱硫效果,由此可指导扩大试验。     

还原剂对含碳球团预还原过程尾气成分的影响

针对以回转窑为预还原反应器的熔融还原新工艺用还原剂的选择,本文以褐煤、烟煤和无烟煤作为还原剂制备钒钛磁铁矿含碳球团,从低温预还原过程尾气成分变化的角度,研究在不同还原温度下,还原剂种类对球团还原过程金属化率及CO利用率的影响。试验结果表明:在含碳球团还原过程中,尾气中CO及CO₂体积分数呈现先升高后下降的趋势;随着还原温度的升高,尾气中CO及CO₂体积分数增加,还原后球团的金属化率升高,但CO利用率降低;还原剂种类对含碳球团还原的影响十分明显,褐煤球团还原过程中尾气的CO体积分数最高,其次是烟煤和无烟煤;在相同条件下,还原后褐煤球团的终点金属化率最高。在1 000℃、还原60 min的条件下,褐煤球团和烟煤球团金属化率分别达到79.39%、70.68%,均满足新工艺对预还原金属化率的要求,其对应的CO利用率分别为21.6%和24.5%。     

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。     

不锈钢除尘灰冷固结团块抗压强度的影响因素

采用冷固结成型法对不锈钢除尘灰进行造块,在微机控制电子式万能试验机上进行抗压强度测试。通过单因子实验,研究闷料时间、持压时间和球团失水各因素对团块强度的影响规律。并设计正交实验研究了石墨粉、水分、蔗糖和团压压力4个因素对球团强度影响的主次性。结果表明,闷料步骤对不锈钢除尘灰冷固结成型至关重要,球团失水对提高球团强度作用显著,持压时间对球团强度也有一定程度的影响;石墨粉等对团块抗压强度影响大小顺序为:水分蔗糖石墨粉团压压力。并且得到最优配比(质量分数):配加水分为13%、蔗糖为13%、石墨粉为11%,团压压力为30 MPa,此时球团可获得27 MPa以上的抗压强度。     

球团矿不同气氛下的高温抗压强度

采用自行设计的高温抗压强度在线测定装置,研究了氧化球团矿在不同气氛下的高温强度变化规律,并对高温下强度变化的机理进行了分析和探讨.实验结果表明:球团矿在中性气氛和氧化性气氛下的高温强度变化规律基本一致,表现为在低于800℃的温度范围内,球团矿强度随着温度的上升而增大,但在800~900℃球团矿强度有个明显的下降,900~1100℃球团矿强度随温度的升高略有回升,1100℃以后强度急剧下降,到1200℃时已基本失去强度;中性气氛下的球团强度整体高于氧化性气氛下的强度;在还原性气氛下,球团矿强度随着温度和还原度的提高而降低,至1100℃时强度基本消失.     

球团矿氧化焙烧过程中的热强度研究

本研究的主要目的是了解球团矿在氧化焙烧过程中的抗压强度变化规律,为工艺可行性判断及参数优化提供理论依据．通过不同温度的系列焙烧试验得到了不同配料的球团矿并测得了常温单球抗压强度．使用一台可调气氛高温抗压试验机研究了相应球团矿在氧化焙烧过程中的强度变化规律．研究发现,球团矿在焙烧过程中,在一个特定温度tmax下强度大幅度下降．如果tmax高于必要的焙烧温度tmax,竖炉焙烧工艺是可行的．反之则是不可行的．     

钒钛磁铁矿含碳球团的还原历程

 为实现钒钛磁铁矿资源的高效合理利用,对钒钛磁铁矿含碳球团的还原过程进行了解析,初步建立了动力学控制方程;利用差热分析方法对钒钛磁铁矿的还原熔分历程进行了分析与讨论,认为钒钛磁铁矿的还原可分为煤的氧化、钒钛磁铁矿的直接还原、借助碳的气化反应的直接还原和还原结束4个部分;以攀枝花钒钛磁铁矿为原料,煤为还原剂,考察了反应时间和温度对含碳球团还原度的影响,确定固体产物层内扩散是钒钛磁铁矿含碳球团直接还原反应的控制性环节,计算出其表观活化能为112.13 kJ/mol。     

内配废塑料对含碳球团直接还原的影响

节能减排是钢铁工业目前面临的重要挑战,而废塑料作为一种可再生清洁能源和还原剂替代焦粉、无烟煤等化石燃料在炼铁工业中已经获得大量关注。把废塑料、褐铁矿粉、无烟煤以及黏结剂混合制取含碳球团,在管式加热炉内做直接还原实验。废塑料在高温下裂解释放热量,为球团的预热和直接还原提供外加热源。同时,与无内配塑料含碳球团对比,内配废塑料的含碳球团孔隙率增大,这样有利于反应中还原气体的传质,从而促使含碳球团的还原率随之提高。对影响含碳球团直接还原的因素如C/O摩尔比、还原时间、内配废塑料种类及其质量分数进行实验研究。实验结果表明:在实验设定条件下,含碳球团直径10mm,还原温度1 350℃,内配质量分数为4%的聚碳酸酯(PC)在还原时间6min时,球团孔隙率最高,达74%;此时还原率最高,达98.89%。含碳球团还原体系在反应过程中,内配一定比例的废塑料,可以缩短还原时间,降低还原温度,提高球团的还原效率。     

煤粉燃料球团生产中链篦机结渣物成因分析

对以煤粉为燃料的链篦机-回转窑法铁矿球团生产中链篦机预热段生成的结渣物进行了XRD、显微结构及扫描电镜能谱分析,发现其矿相组成主要是铁氧化物以及少量含镁铝固溶体。为查明链篦机结渣物形成机理,开展了温度及煤灰残碳量对结渣物形成影响的模拟焙烧试验。结果表明,焙烧物的物相中有含残碳的煤灰,其物相组成、显微结构与实际结渣物组成物相类似,证实链篦机喷煤补热燃烧过程中煤灰中的残碳可使结渣混合物体系生成含亚铁相的硅铝酸盐类低熔点化合物,是导致链篦机结渣物形成的主要原因。     

内配碳球团热风穿流干燥的数值模拟

在对内配碳球团热风穿流干燥过程中热湿迁移机制研究的基础上。利用质量、能量平衡方程和传热方程。建立了单个球团干燥过程热质传递的数学模型，采用全隐式有限差分方法对模型进行了数值计算。根据模拟结果对影响干燥速率的主要因素进行了讨论。比较球团热质变化的模拟值与实验值，相对误差均小于5％，证明此数学模型能够用来指导和预测实际的工业操作，具有广泛的适用性。     

硼镁铁矿含碳球团直接还原试验研究

用硼铁矿粉和三种还原剂作原料,在实验室条件下,系统研究了还原温度、配碳量(C/O摩尔比)、还原剂种类、还原剂粒度、成球压力及球团尺寸等因素对硼铁矿含碳球团还原过程的影响,为硼铁矿转底炉煤基直接还原工艺开发提供参考。     

碱度对镁质熔剂性球团矿强度的影响机理

为探索碱度对镁质熔剂性球团矿强度的影响机理,以唐山某钢厂原料为基础,通过造球和焙烧试验,采用XRD、偏光显微镜、场发射扫描电镜分析和Matlab软件计算分析,分别从球团矿矿物组成、液相生成和微观结构、微观形貌和元素分布等方面深入分析了碱度对球团矿抗压强度的影响机理.研究表明,随着碱度升高,球团矿抗压强度呈升高趋势.球团...     

高磷铁矿石含碳球团等温还原动力学

为了研究高磷铁矿石含碳球团等温还原动力学在温度为1 173、1 273、1 323、1 373、1 423和1 473K时,采用界面化学反应模型、Jander方程、Ginstling-Broushtein方程、G Valensi-R E Carter方程等固-固/气反应机理函数对反应过程进行拟合,并采用XRD、SEM、EDX等对样品的物相组成、微观形貌和元素分布进行表征分析。研究结果表明,随着还原程度提高,反应速率由0迅速增至最大值,随后逐渐减小并趋于平缓;当温度为1 173～1 373K时,反应过程符合界面化学反应,表观活化能为70.02kJ/mol,线性相关系数为0.948 1;当温度为1 373～1 473K时,反应过程符合Jander方程,限制步骤为铁离子固相扩散,表观活化能为215.36kJ/mol,线性相关系数为0.991 2。