含碳球团熔融渗碳机理

使用CaO-SiO_2-Al_2O_3合成渣与磁铁矿、石墨粉制备含碳球团,考察了球团中渣相成分、渣量以及碳含量对铁水渗碳量的影响,并探讨了含碳球团内铁的熔融渗碳行为和机理。结果表明,熔融渗碳分为熔融还原渗碳以及铁熔体聚合过程渗碳2个阶段,前一阶段熔渣中Fe2+含量与铁的渗碳量处于动态平衡过程,主要受熔渣化学成分的影响;后一阶段的渗碳过程决定铁的物理渗碳极限,主要与铁、碳颗粒的接触条件有关,且熔渣中Fe2+的还原极限与渣相碱度和SiO_2绝对含量有关,铁的熔融渗碳量(质量分数)可以达到4%左右,满足铁锍分离要求。     

含碳球团还原技术研究现状

分析了含碳球团还原的特点,对含碳球团各种还原工艺进行了比较,提出了含碳球团还原技术的发展方向。     

含碳球团竖炉直接还原试验研究

文中报告了９００～９７０℃下含碳球团竖炉直接还原热模拟试验的结果,试验结果表明：含碳４％～８％冷固结含碳球团的冶金性能,可以满足竖炉直接还原的要求;同时发现在含碳球团竖炉直接还原过程中,仍以气体还原为主,但固体碳直接还原的比例随温度升高而增加。并研究了含碳球团竖炉直接还原的规律和工艺参数。     

钒钛磁铁矿含碳球团高温还原研究

本文通过实验,研究了钒钛磁铁矿含碳球团在高温还原过程中的还原速度及熔体膨胀高度。讨论了钒钛磁铁矿含碳球团碳含量及球团碱度对还原速度及熔体膨胀高度的影响。     

含碳球团在氧化性气氛中的还原机理

根据Ｓｔｅｆａｎ流理论，研究了含碳球团在氧化性气氛中的还原机理，建立了极限抗氧化还原速度ｖＲＬ的计算式。结果表明：当还原速度大于ｖＲＬ时，还原过程不受氧化性气氛的影响。加热温度一定时，ｖＲＬ随气相中ＣＯ浓度增加和气流速度减小而降低，加热温度对ｖＲＬ的影响不大。     

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。     

含碳预还原锰球团工艺研究

本文介绍了含碳预还原锰球团实验室丁艺试验结果及其分析与讨论,讨论了在高温还原氧化锰球团时碳化锰相出现的条件及影响含碳预还原锰球团强度的因素,并提出了提高球团强度的方法。     

含碳球团气固协同还原特点及动力学研究

通过热重实验,从还原温度、还原气氛及还原时间三方面对含碳球团的还原特点和动力学进行了研究,采用界面反应模型、三维扩散模型等对含碳球团还原过程进行拟合.研究表明:在本实验条件下,当温度为1100℃、气氛为单一H2、还原时间为60 min时,反应分数达到最大值0.81,还原效果最佳;还原过程中,还原速率先迅速增大,随后逐渐减小;当假设扩散模型为还原过程的限制性环节时,得到的拟合效果最好,反应活化能为93.18 kJ/mol.     

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。     

赤泥含碳球团还原动力学

在900~1 200℃范围内,通过还原失重试验研究了赤泥含碳球团的还原特性。结果表明,还原得到的金属化球团中铁元素总含量在60.7%以上,金属化率在83.48%以上。赤泥含碳球团的金属化率和还原速率均随温度的升高而增大,赤泥含碳球团的还原速率由碳的气化反应和界面化学反应混合控制,表观活化能为110.16~111.42kJ/mol。     

热振筛还原含碳球团的试验研究

利用实验室热振动筛对含碳球矿还原进行了半工业试验 ,确定了热振动筛还原含碳球团矿工艺的还原时间、温度、内配碳和气氛对产品金属化率的影响。在此基础上给出了热振动筛还原含碳球团的工艺参数。     

含碳球团还原反应及其技术

对含碳球团的自还原反应和工艺中涉及的燃烧和氧化反应进行了论述,分析了煤的性质、氧化性气氛对含碳球团自还原性的影响;介绍并且评价了现有和正在研发的含碳球团直接还原法和熔融还原法。     

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。     

含碳球团直接还原过程的数值模拟

基于质量守恒方程、能量守恒方程及化学反应速度式,建立了描述含碳球团直接还原过程的数学模型,用此模型所做的数值计算结果与试验结果基本吻合。数值模拟结果表明:影响含碳球团还原速率的最重要因素是炉温,含碳球团应在尽可能高的炉温下焙烧;虽然大球的还原速度开始阶段较慢,但焙烧时间足够长时,不论球大小,都可达到高金属化率;只有配碳量足够时才能获得较快的还原速率和较高的还原度。     

粉尘含碳球团还原方式及气氛对其还原挥发性能的影响

在１１５０℃和１２５０℃，０．１Ｌ／ｍｉｎ和１０Ｌ／ｍｉｎ的气量下，对通入含不同ＣＯ２量的氮气影响粉尘含碳球团还原速度的实验研究表明，以滚动方式所造球团中氧化物的还原完全以间接还原方式进行，气氛中非还原气体流速（或流量）的增加对粉尘含碳球团氧化铁不速度有显著的降低作用，但还原温度提高则气量增加造成的氧化铁还原速度降低有显著和抵消作用，气氛对球团中的挥发速度影响很小，对铅的挥发速度几乎不产生影响。     

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。     

含碳球团-铁浴熔融还原炼铁法与COREX法的能耗比较

通过计算机模拟计算,研究了含碳球团高温快速预还原＋铁浴终还原炼铁法、含碳球团竖炉预还原＋铁浴终还原炼铁法和含碳球团铁浴一步炼铁法这３种工艺流程的能耗,并与ＣＯＲＥＸ法进行比较。结果表明：含碳球团＋铁浴终还原炼铁法比ＣＯＲＥＸ法的耗煤量和耗氧量低。另外,还介绍了高含碳球团的优点,认为高含碳球团有一定的应用前景     

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。     

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%)。