高磷铁矿含碳球团还原熔分脱磷

通过对高磷铁矿中磷灰石还原机理的分析,发现配加碱性添加剂有利于抑制磷灰石还原,减少珠铁中磷含量。试验首先向含碳球团中配加CaCO3调节碱度,并在此基础上分别添加Na2CO3、CaF2,研究碱度和添加剂对球团还原熔分后珠铁和渣中磷含量的影响,得到磷的分配情况。试验结果表明:提高碱度,配加Na2CO3、CaF2均有利于抑制高磷铁矿中磷灰石的还原,降低珠铁中的磷含量。在1 400℃,碱度为1.4,Na2CO3、CaF2的质量分数均为4%,反应时间为12min时,珠铁中磷含量达到最低,脱磷率达到81.2%。     

含碳球团低温熔分过程中硫的行为

 根据低配碳比含碳球团还原低温熔分制备粒铁的技术思想,对含碳球团还原熔分过程中硫的分配及硫的行为进行了试验研究。结果表明,影响产品铁粒中硫质量分数的主要因素为碳质垫料、球团原料中硫量以及熔分后铁粒在炉内的停留时间。为了降低铁粒中硫质量分数,应尽量限制煤粉、铁矿带入的硫量。要选择硫量较低的碳质垫料,尽量缩短熔分后铁粒在炉内停留时间。垫料中混和适量的固硫剂有利于降低铁粒中硫质量分数。球团中添加CaO未见有脱硫作用,铁粒中硫质量分数反而稍有增加。球团中配碳比的增加会导致含碳球团中煤粉带入的硫量的增加,因此配碳比的增加会稍微提高铁粒中硫质量分数。     

硼铁精矿含碳球团还原熔分同步脱硫

以硼铁精矿、还原剂和添加剂为原料制成含碳球团,经高温还原熔分得到珠铁。为了实现珠铁降硫,在实验室条件下系统研究了配碳量(C/O摩尔比)、还原剂种类、熔融保持时间、添加剂等因素对脱硫效果的影响。试验结果表明:当C/O从1.0增加至1.4时,珠铁中硫含量变化不大,以烟煤做还原剂时珠铁中的硫含量较用无烟煤时低;随着熔融保持时间的延长,珠铁中硫含量呈降低趋势;CaO可显著降低珠铁中硫含量,5%CaO时珠铁中硫含量降低至0.046%,但随着CaO配比增加,球团熔分逐渐变得困难,熔分渣中残余金属铁含量逐渐增加,造成铁的收得率降低;Na2CO3同样可降低珠铁中硫含量,当配入6%Na2CO3时,球团熔分效果很差,此时珠铁中硫含量为0.084%,随着Na2CO3配比的增加,铁的收得率同样逐渐降低。     

工艺条件对含碳球团还原熔分的影响

通过高温电阻炉对含碳球团还原熔分的行为进行热态模拟研究,考察焙烧温度、焙烧时间、配碳量(按照C/O计算)和炉渣碱度对含碳球团还原熔分的影响。实验结果表明:渣铁分离的最低熔分温度是1 360℃,最短焙烧时间是24.5 min,最低配碳量是1.0,最佳炉渣二元碱度R为1.2。     

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。     

高铁铝土矿含碳球团的直接还原熔分工艺

采用煤基直接还原熔分技术研究了高铁铝土矿含碳球团的还原熔分工艺,考察了直接还原熔分工艺对粒铁尺寸和粒铁收得率以及熔分渣中Al2O3品位的影响.结果表明:当球团碱度为1.0,还原-熔分温度为1 450℃,配碳比n(C)/n(O)为1.4,外配Ca F2质量分数为2.0%,还原-熔分时间为20 min时,粒铁尺寸最大(15.55 mm),粒铁收得率和熔分渣中的Al2O3品位最高,分别为95.67%和43.96%.高质量的粒铁具有较高的碳含量(w[C]=3.86%)和金属铁含量(w[Fe]=93.46%)以及锰含量(w[Mn]=1.63%),能够满足钢铁工业对铁水品质的要求,同时熔分渣的化学成分也达到了黏土砖熟料的工业指标.     

关于含碳球团生产珠铁的硫含量控制试验研究

通过对以铁精粉、煤粉、石灰石及少量添加剂为主要原料的含碳球团进行还原试验,研究了碱度( CaO/SiO2)、反应时间、加热温度、添加剂及配碳比(C/O)等不同因素对于含碳球团还原熔分及珠铁中硫含量的影响,并分析了硫元素的分配情况.试验及分析结果表明:碱度、配碳比和反应时间对于珠铁中硫含量的影响较大,而对于碱度较高的含碳...     

红格矿深还原—熔分过程及钒、铬走向的研究

深还原—熔分固相还原后的金属化球团生产钒铬生铁是利用红格矿的途径之一.由于V2O5与Cr2O3的赋存、分布以及冶炼过程中的走向基本一致,综合回收利用二者可一起考虑.为了提高钒、铬回收率,实现钛和铁的有效分离,通过单因素试验考察了在氩气保护下,配料的碱度、深还原—熔分温度和配碳量对熔分过程和钒、铬走向的影响.结果表明,当熔渣碱度为1.2,配碳量为0.5%,熔分时间为15 min,熔分温度为1 610℃时,渣铁的分离效果较好,且有利于钒、铬熔于铁相.     

含碳球团还原熔分试验研究

以铁精粉、煤粉和石灰石为主要原料制成含碳球团,进行还原熔分试验,并对渣铁形貌和渣铁分离程度进行分析。结果表明含碳球团还原熔分试验的最优方案是:还原温度1 480℃,配煤量(按wC/wO计算)1.2,还原时间22 min,炉渣二元碱度R21.0。在最优试验方案下,得到的粒铁产品质量指标良好,渣铁分离效果最佳,渣中Fe O含量最低,铁收得率高达98.62%。     

含碳球团直接还原熔分机理

为了探究含碳球团还原熔分机理,将分析纯的Fe₂O₃、氧化物和不同还原剂固结成球并进行等温还原实验,研究了温度、还原时间、配碳量、还原剂种类等条件对球团还原熔分行为的影响.进一步采用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段表征了含碳球团在不同还原时间的微观结构及物相变化.实验结果表明:焙烧温度过低或过高含碳球团都不能良好熔分,配碳量增加可以提高球团还原和熔分速率,适宜的温度、碳氧摩尔比、还原剂分别是1400℃、1.2和煤粉.含碳球团还原熔分包括直接还原反应、间接还原反应、碳的气化反应、渗碳反应和铁的熔化反应,最后实现渣铁分离.      

海砂矿与红土镍矿还原生产钒钛镍铬合金试验

通过研究东南亚地区廉价含钒钛海砂矿和含镍铬红土镍矿的复合配矿、冷固结球团制备及直接还原工艺,解决直接还原法生产高强度耐腐蚀钢筋用钒钛镍铬合金关键技术难点,实现低成本生产高强度耐腐蚀钢筋,在一定程度上缓解中国资源短缺问题。对多种原料配比、碱度及还原制度下金属化率和钒钛镍铬合金成分进行分析,结果表明,在C∶O=1.5、配矿碱度R=1.2、1 300~1 350 ℃温度下还原30 min,球团的金属化率达到90%以上;R=1.2与R=0.8的金属化率相比,R=1.2的金属化率略高;相同条件下,当温度提高到1 550 ℃时,能够完全实现渣铁分离,获得形貌完整的粒铁;海砂矿∶红土镍矿=70∶30或50∶50、R=1.2、1 450 ℃温度下还原和熔分45 min产出的含钒钛镍铬合金成分为w(Ni)=0.53%~1.24%,w(Cr)=0.30%~0.52%,w(V)=0.35%~0.24%,w(Ti)=0.28%,适用于低成本生产高强度的耐腐蚀钢筋。     

Dephosphorisation of high phosphorus oolitic hematite by carbon composite pre-reduction and fast melting separation

High phosphorus oolitic hematite deposit is a kind of refractory iron ore resource of huge amount. At present, it is difficult to be utilised by traditional physical and chemical technology efficiently and economically. A novel process for utilisation of the high phosphorus oolitic hematite based on carbon composite pre-reduction and fast melting separation has been put forward in the paper. High grade pig iron nugget of low phosphorus could be obtained in the present research. The influence of experimental conditions, such as pre-reduction temperature, C/O (molar ratio) and basicity, on the dephosphorisation behaviours was studied in detail. The thermodynamic basis and reduction and melting separation process were also analysed. The phosphorus content in the iron nugget decreased with the increasing of basicity and increased with the increasing of C/O. The optimum parameters were pre-reduction temperature of 1200°C for 30?min, C/O of 0.95 and basicity of 1.7. After melting separation of molten iron and slag at 1400°C for 10?min, the iron nugget containing 0.02?wt-% [P] would be obtained. The dephosphorisation degree and iron yield in the form of iron nugget were 97.5% and 96.9% respectively. The iron nugget may be directly used as the raw materials of steelmaking from the view point of its high grade.     

Characterisation studies on swelling behaviour of iron ore pellets

At JSW Steel Limited (JSWSL), pellets form the major part of the iron-bearing feed to corex and blast furnace. JSWSL produces low-basicity pellets ((CaO/SiO₂) – 0.40 to 0.50). The quality of the pellet is affected by the raw material chemistry (gangue content), flux proportion and their subsequent heat treatment to produce the fired pellets. The raw material silica, limestone addition, i.e. basicity – CaO/SiO₂ of pellet decides the mode, temperature and the amount of melt formed. The properties of the pellets are, therefore, largely governed by the form and degree of bonding achieved between ore particles and also by the stability of these bonding phases during the reduction of iron oxides. In the present study, laboratory pelletisation experiments have been carried out to know the effects of silica and basicity on the microstructure and swelling behaviour of pellets during reduction. Phase analysis was carried out using image analyser, and chemical analysis of oxide and slag phases was carried out using SEM–EDS. From the laboratory studies, it was observed that the swelling index of the pellets decreased with an increase in silica content due to the decrease in porosity. The presence of higher silica in pellet hinders the reduction step of haematite to magnetite at lower temperatures. Pellets with basicity range 0 to 0.1 exhibited lower swelling index due to the formation of high melting point fayalite phase and also at this basicity range the structure is held together by the seam-like compounds between Fe₂O₃ and SiO₂ primarily at high silica content. Higher swelling index was observed at the basicity range 0.3 to 0.7 due to the presence of low melting point calcium olivines (1115°C) between fayalite (FeSiO₄) and dicalcium silicate (Ca₂SiO₄). Low melting point slag phase enhances the swelling index of the pellets. Swelling index of the pellets considerably dropped between the basicity range 0.9 to 1.1 due to the formation of calcium ferrite phases with a close pore structure.     

添加熔剂对球团矿还原膨胀率的影响

在鞍钢现场的原料条件下,向铁精矿中添加含CaO、MgO等熔剂并研究其对原膨胀率的影响。结果表明:CaO恶化球团的还原膨胀性能,MgO能够很好地降低球团的膨胀率,并随着熔剂配比的增加而降低。当熔剂配比为1%时,镁石球团还原膨胀率指标最低,为11.83%,且比基准球团低1.2%;石灰石球团还原膨胀率指标最高,为14.93%且比基准球团高出1.93%。     

高铝铁矿焙烧球团非等温还原研究

采用CO、H_2对高铝铁矿焙烧球团在高温同步热分析仪(NETZSCH STA 409C/CD)中进行非等温还原.结果表明:焙烧球团经CO还原后,随着设定温度由1 273 K升高到1 473 K,最终还原度由32.21%仅增加到46.78%;而经H_2还原后,随着设定温度由1 273 K升高到1 573 K,最终还原度由81.93%增加到100%.在纯氢气还原条件下,高铝铁矿焙烧球团中的铁氧化物是可以被彻底还原的.     

中性气氛下高铝中钛型高炉渣黏度的试验研究

采用RTW熔体物性测定仪研究了中性气氛条件下高铝中钛型高炉渣的黏度和熔化性温度,得到了碱度和化学成分等因素对其黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明:在中性气氛条件下,当炉渣碱度从0.92提高到1.12时,炉渣的黏度降低、熔化性温度升高;随着渣中MgO含量的升高,炉渣的黏度先降低再升高;增加渣中Al2O3含量,炉渣的黏度显著提高。当Al2O3的质量分数大于14.75%后对炉渣黏度的影响不明显;当TiO2的质量分数在10.57%～14.57%范围内增加时,高铝中钛渣的黏度随之降低,即在理想条件下,TiO2含量和温度的增加对炉渣黏度影响均不大。但当高炉冶炼钒钛磁铁矿时,炉渣中的Ti(C,N)等高熔点物质随原料中TiO2含量的增加和炉温的上升而增加,将对炉渣黏度产生很大的影响,故冶炼时应控制高炉内TiO2的还原以少生成高熔点钛化合物,并且严格控制铁水温度以使高炉接受矿石钛含量。     

含铁尘泥金属化球团的合理渣系

基于转底炉工艺,结合FeO-SiO_2-CaO三元相图,对金属化球团的渣系进行理论分析,同时开展模拟实验,研究了含铁尘泥金属化球团合理渣系结构。结果表明,对于含铁尘泥球团,当二元碱度为0.37~0.67时,渣系熔点小于1 150℃,球团在较低的还原温度下即可形成液相;随着渣系碱度的逐渐降低,含铁尘泥金属化球团的抗压强度呈现先增大后降低的趋势,当球团碱度为0.61时,抗压强度达到最大;金属化球团的强度与反应温度呈正相关性,反应温度的提高可大幅提高球团的强度。当球团二元碱度为0.85时,反应温度由1190℃提高至1220℃,球团的抗压强度可提高近100%。但随着球团碱度逐渐降低,不同温度条件下球团抗压强度的差异逐渐减小。     

三水铝石型高铝褐铁矿粉烧结液相生成特性

 烧结矿依靠液相黏结未熔颗粒获得强度,因此铁矿粉与CaO反应生成液相的能力对保证烧结矿质量非常重要。采用高温综合热分析仪（TG-DSC）对塞拉利昂高铝铁矿粉配加CaO的液相生成特性进行了研究。试验结果表明：提高CaO的配比,可以增加液相生成量,液相生成峰值温度基本稳定在1 209 ℃左右;随着矿粉粒度逐渐减小,液相生成量一直减少,同时,液相生成峰值温度先降低后增加,当粒度为0.074～0.180 mm时,液相生成温度最低;熔剂粒度的增加可增加液相生成量,同时初始液相生成温度显著提高;与生石灰（CaO）相比,采用石灰石（CaCO3）做钙源可以降低液相生成温度、增加液相量;与其他种类的矿粉对比表明,高铝铁矿粉其液相生成温度最高,反应性最差,Al2O3含量一般的澳大利亚褐铁矿的液相生成温度相对较低,高品位磁铁矿的液相生成温度最低,反应性良好。烧结杯试验表明,随着塞拉利昂铁矿配比的增加,成品率从78.37%逐渐降低到73.36%,烧结矿的转鼓强度由60.5%逐渐下降到49.6%,该高铝矿的配加比例应控制在混匀矿的20%以内。     

生物质合成气直接还原铁矿-生物质复合球团炼铁

为了使炼铁工业摆脱对化石能源的依赖及满足越来越严格的环境要求,将生物质能的开发利用与直接还原技术进行集成提出一种新型的绿色炼铁方法.把生物质、铁矿石粉与添加剂混合制取生球团,利用生物质催化气化制备的富氢合成气作为还原剂,生物质的高温燃烧为生球团的预热和预热球团的直接还原提供外加热源.对影响生物质直接还原炼铁的因素,如预热、还原温度及球团粒径进行了研究,发现减小球团粒径、增加预热和还原温度能够提高直接还原铁产品的全铁质量分数及金属化率.当采用品位65.21%的铁精矿为原料,在最优操作条件下(生球团粒径介于8~10 mm之间,900℃预热30 min,1000℃下还原60 min)可制得全铁TFe质量分数为86.1%,金属化率为94.9%的高质量直接还原铁产品.