测定铁矿粉同化特性新方法的探索

指出目前测定铁矿粉与CaO同化反应方法的优缺点.铁矿粉只有先在界面上熔化形成液相并与CaO形成润湿后,才能进行同化反应形成铁酸钙.通过X射线衍射分析给出了判别铁矿粉与CaO同化反应的始末点等参数的方法,以此为基础建立了以实际烧结生产温度为基准温度且量纲为1的同化反应特征数.该特征数综合了铁矿粉同化反应过程中各种重要信息,如升温速率、同化反应温度和同化反应速度等参数,改进了以往方法不考虑同化反应过程的缺陷,避免了用多个参数表示同化反应过程的不便.     

铁矿粉与 CaO同化能力的试验研究

在铁矿粉烧结过程中,矿石与CaO发生同化反应而生成低熔点液相的能力是衡量烧结矿同结状况的重要指标之一.在试验的基础上研究了13种常用的进口铁矿粉的同化温度和同化时间,对影响铁矿粉同化能力的因素进行了理论分析,并给出了对铁矿粉的这一烧结基础特性在烧结过程中具体应用的结果.     

铁焦初始反应温度影响因素分析

通过在炼焦配煤中分别添加加拿大BLC、澳大利亚FMC和中国鄂西铁矿粉炼制铁焦,研究添加铁矿粉的种类及配比、入炉煤的性质和堆积密度等对铁焦初始反应温度的影响。结果表明,在配煤中添加10%铁矿粉所制铁焦的初始反应温度显著降低,其中添加鄂西铁矿粉所制铁焦的初始反应温度最低,比添加加拿大BLC铁矿粉所制铁焦的初始反应温度低54℃;铁焦的初始反应温度随铁矿粉中SiO2含量的增加而降低;随着炼焦配煤中添加铁矿粉比例的增加,铁焦的初始反应温度呈线性降低,当添加20%加拿大BLC铁矿粉时,铁焦的初始反应温度较未添加时低255℃;入炉煤的性质和堆积密度对铁焦初始反应温度的影响较小。     

基于n(Fe_2O_3)/n(CaO)的铁矿粉烧结液相流动性测定方法

针对以碱度(R=w(CaO)/w(SiO_2),w为质量分数)控制混合料CaO的添加量的铁矿粉液相流动性检测方法(R值法)在评价SiO_2质量分数不同的铁矿粉时结论与烧结生产存在差异的问题,提出以混合料铁钙的物质的量比(n(Fe_2O_3)/n(CaO))控制CaO添加量的铁矿粉液相流动性检测方法(N值法)。分别以化学纯试剂和铁矿粉为原料,对比研究了R值法和N值法对液相流动性指数检测结果的影响;并基于2种检测结果进行优化配矿—烧结杯试验。研究结果表明:R值法测得液相流动性指数与铁矿粉中SiO_2质量分数有明显的线性正相关关系,掩盖了铁矿粉真实的液相流动特性;N值法可以显著减小SiO_2含量对铁矿粉液相流动性指数的影响。基于N值法的优化配矿—烧结产质量指标与R值法相比,成品率、利用系数、转鼓强度分别提高4.62%,0.11 t/(m~2·h)和1.91%,固体燃耗降低1.96 kg/t。     

铁矿烧结中铁酸钙形成的影响因素

应用压团、焙烧方法，结合矿相分析，研究燃料配比、焙烧时间、焙烧温度、铁矿化学成分和铁矿粒度等因素对铁酸钙形成的影响。研究结果表明：随着燃料配比增加、焙烧时间延长及焙烧温度升高，各铁矿与氧化钙生成铁酸钙的量先增大后减小；适宜的燃料配比为0．5％，焙烧时间为13min，焙烧温度为1250～1280℃；当铁矿粒度较大时，SiO2含量越高，生成铁酸钙的量越多；当铁矿粒度较小时，SiO2含量越高，生成铁酸钙的量就越少；粒度范围越宽的铁矿，生成铁酸钙的量越多。     

铁矿粉烧结液相流动特性

在铁矿粉烧结过程中,铁矿粉与CaO反应生成的液相的流动特性,是衡量烧结混合料能否有效粘结的重要指标之一.采用微型烧结法和基于流动面积的粘度测量法,以10种常用进口铁矿粉为对象,研究其液相流动特性及其影响因素.分析了铁矿粉的液相流动特性对实际烧结过程的影响.结果表明:不同种类的铁矿粉由于其自身特性的不同,所生成的液相的流动能力及其随温度、碱度的变化规律有很大差异.     

各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法

对来自巴西、澳大利亚、南非以及国产的19种铁矿粉的同化性进行了实验测定和考察分析,在此基础上研究了基于铁矿粉同化性的互补配矿方法,并设计了九组烧结优化配矿方案.结果表明:(1)不同类型铁矿粉的同化性存在显著差异,巴西赤铁矿和国产磁铁矿的同化性低,而澳大利亚含结晶水的赤铁矿的同化性高;(2)铁矿粉的烧损含量、气孔率和Al2O3含量等与其同化能力呈正相关关系;(3)SiO2和Al2O3以黏土形式存在的铁矿粉呈现出同化性较高的特征;(4)铁矿物晶粒小的铁矿石有相对高的同化性;(5)采用本研究的配矿方法,当劣质铁矿粉用量达50%水平时,仍可获得烧结技术指标和冶金性能优良的烧结矿,显示出基于同化性的互补配矿技术的有效性和优越性.     

赤铁矿中钙和镁的快速测定

提供一个快速测定赤铁矿中CaO和MgO的新方法,在用碳酸钠和碳酸钾混合熔剂半融熔后,在2N硝酸中煮沸1.5小时以抽取钙、镁,分出不溶的Fe_2O_3和溶解的少量铁、铝等以后用0.01M EDTA标准溶液滴定CaO、MgO总量。用草酸盐分离钙,用EDTA溶液滴定CaO含量,另用地旦黄比色法测定MgO分量。两个方法测定结果相符合,比色法较快,完成一个试样分析只需3—4小时。用本法(容量法测定CaO)分析苏联标准铁矿试样,结果完全符合。     

烧结过程铁酸钙的生成速度

试验研究表明,铁矿石烧结过程中铁酸钙生成速度主要由反应温度所决定。一般情况下,铁酸钙生成量随时间的增长和温度的升高而增多。在模拟鞍钢原料有 SiO_2等组分条件下,铁酸钙生成量在高温烧结后期有所下降。通过试验得出在不同条件下的铁酸钙生成量和烧结时间的定量关系。烧结料配碳量增加,铁酸钙生成量减少。     

原位合成方镁石-铁铝尖晶石材料的烧结工艺及性能研究

以镁砂细粉、Fe粉、Fe2O3粉和α-Al2O3粉为原料,采用原位合成法制备方镁石-铁铝尖晶石材料.不同气氛下烧成试验显示N2气氛是合成铁铝尖晶石的最佳气氛.通过XRD和SEM分析在N2气氛中不同热处理温度制备铁铝尖晶石材料的相组成及其显微结构,研究了烧结温度和铁加入量对试样烧结性能的影响.结果表明,试样在N2气氛中于1450、1500、1550℃下保温3h处理后都能原位合成出方镁石-铁铝尖晶石材料;烧结温度的提高有利于铁铝尖晶石的发育和试样烧结性能的提高;铁加入量为10%时烧结性能最佳.     

铁矿粉含量对神府煤制备的含铁型焦气化反应起始温度的影响

为提高高炉反应效率和拓展炼焦煤的范围,以非焦煤和铁矿粉为原料,经破碎、筛分、混合、热压成型和焦化后,制成5种不同铁矿粉含量的含铁型焦。通过X射线衍射、SEM和差热分析,研究不同铁矿粉含量对其气化反应起始温度的影响。结果表明,焦化后试样中出现Fe、FeO和SiO2等相;含铁型焦的气化反应起始温度从884.7℃降低到803.2℃,活化能从192.35kJ/mol降低到177.30kJ/mol;预计CO2的排放量可降低11.2%。为我国高炉炼铁减少CO2排放,扩大原燃料适应范围和提高市场竞争力提供基础实验数据。     

炼焦配煤中添加铁矿石对焦炭性能的影响

通过在炼焦配煤中添加不同配比的加拿大精矿粉、澳大利亚FMG粉和鄂西高磷铁矿粉炼制铁焦,并对其显微强度、相对密度、气孔率、冷强度、反应性、反应后强度和气化反应开始温度进行分析,探讨配煤中添加铁矿石对焦炭性能的影响。结果表明,在配合煤中添加质量分数为15%的加拿大精矿粉所制得的铁焦在反应性高的情况下,具有合适的反应后强度;金属铁对焦炭气化反应具有正催化作用。     

铁酸钙熔体对赤铁矿的渗透行为及对烧结强度的影响

考察了铁酸钙熔体添加SiO2或Al2O3对赤铁矿渗透行为的影响.采用以铁酸钙为粘结相的烧结赤铁矿试样,考察在铁酸钙中添加SiO2或Al2O3对烧结试样抗折和抗压强度的影响.试验结果表明,添加SiO2和Al2O3抑制了铁酸钙熔体对赤铁矿的渗透行为.在1300℃,恒温20min条件下,在铁酸钙中添加质量分数为2%的SiO2的烧结赤铁矿有最大的抗折和抗压强度,这是由于添加了SiO2的铁酸钙具有较短的熔化时间和较好的渗透性,在烧结过程中充分形成流动性好的液相,提高了粘结相固结铁矿石颗粒的作用.     

细磨海砂矿烧结特性及其对烧结矿质量影响机理

通过细磨海砂矿研究其粒级分布、微观结构和烧结高温特性的变化,结合烧结杯试验、扫描电镜能谱分析等研究方法考察海砂矿粒级分布对烧结矿质量的作用机理.经细磨后海砂矿颗粒不规则程度增大,制粒性能得到改善.随着海砂矿粒度变细,其烧结高温特性呈现出与普通铁矿粉相反规律,其中海砂矿3(细磨25 min的海砂矿)与海砂矿1(未经细磨的海砂矿)相比,同化温度升高21℃,1280℃时液相流动性指数减小0.35,细磨后海砂矿与CaO反应生成钙钛矿增多,阻碍同化反应进行,生成的液相黏度增大.配加8%海砂矿3的烧结矿与配加相同比例海砂矿1相比,还原性提高3.8%,细磨后海砂矿在混合料中分布更加均匀,造成烧结矿中含钛物相质点增多,还原中产生众多微细裂纹,利于还原气体扩散.     

温度对粉土电化学特性影响的试验研究

为了研究不同温度下粉土电化学性质的变化规律,通过使用电化学法测量粉土在五个温度梯度下的电化学阻抗谱图,运用Zsim Demo拟合其等效电路,研究电路参数的变化规律及分析其机理,结果表明:温度对粉土Nyquist图影响表现为高频区和中频区的两个时间常数下的圆弧以及低频区的扩散斜线;Bode图表现为随着温度的上升,土的阻抗模值持续减小;不同温度所对应的实际等效电路包含了溶液电阻、电荷传递电阻、常相位角元件、多孔层的电阻元件、电容元件以及扩散电阻六个电化学元件;随着温度的升高,电极发生反应的速率随之增快,电荷在土中的导体相转移速度增快,表现出溶液电阻、电荷传递电阻、多孔层的电阻均在-20℃时最大,而常相位角原件的双电层电容参数值在20℃时达到最大。     

铁液碱性熔渣脱砷

中国储藏有大量的含砷铁矿。由于目前国内外钢铁生产流程中没有成熟的脱砷工艺。因此,开展钢铁脱砷技术研究对充分利用含砷铁矿资源,提高钢纯净度等有着迫切的现实意义。通过电阻炉上一系列实验研究,结果表明：CaO碱性熔渣对铁水可取得较好的脱砷效果;脱砷炉渣的X射线衍射分析表明CaO基碱性熔渣对铁液脱砷的产物是Ca3As2,脱砷反应为还原反应;脱砷的热力学条件是：W本系的氧位越低,铁注中硫含量越低、脱砷温度越高,熔渣碱度越高,脱砷效果越好。     

铁矿粉的烧结熔融特性及其评价方法

通过可视化高温实验装置观察了七种不同类型常用进口铁矿粉试样的熔化流动过程.在所测定的熔融曲线上定义了T30、T55、TR以及SR等表征其熔融特性的评价指标,并以此考察了不同类型铁矿粉的烧结熔融特性.研究结果表明:澳大利亚褐铁矿最容易产生液相,但其液相形成过程中温度区间窄,温控性差,安全性低;澳大利亚半褐铁矿在低温烧结条件下有效液相量不足,而温控性则略好于澳大利亚褐铁矿;澳大利亚、南非以及巴西南部的赤铁矿熔融特性较为适宜,但前者易形成液相而后两者温控性和安全性更好;巴西的南部精粉、北部赤铁矿在低温烧结下很难生成液相.通过对各种铁矿粉熔融特性的研究,提出了基于铁矿粉熔融特性的烧结优化配矿原则.     

油浸纸绝缘直流电缆电场分布之研究

本文用严格的实验方法研究了国产粘性浸渍纸绝缘直流电缆在不同负载和不同电场强度下绝缘层中的电场分布。实验结果表明:浸渍纸绝缘直流电缆绝缘中的电场分布服从电场按电阻分布的经典理论。测量了试样的电阻系数与温度的关系,由此而计算的电场分布与实验结果相一致。     

含铁粉尘碳酸化球团孔的结构特性

通过压汞法测量研究了不同CaO含量、不同造球时间的生球以及不同反应温度、不同CO2分压条件下固结生成的碳酸化球团的孔隙结构特征.结果表明:随着CaO含量增加和造球时间延长,生球的平均孔径、显孔隙度、临界孔径和最可几孔径都相应有所降低,生球凝胶孔含量随CaO含量增加而升高,孔隙比表面积增大,利于反应进行的10~300nm孔隙数量增多.优化反应温度、提高CO2分压,有利于促进球团CaCO3微晶大量生成,细化孔径,形成连接桥,冷固结强度显著提高.     

TiAl自蔓延高温合成反应的机理

用燃烧波淬熄法研究了大颗粒Ti粉和Al粉制备TiAl金属间化合物的自蔓延高温合成反应机理.通过电镜观察和能谱分析发现:反应过程可用毛细铺展 界面反应机制解释.熔融的Al在整个反应过程中起着主要作用,首先熔融的Al液通过Ti粉间的毛细管作用以薄膜的形式铺展在Ti粉表面,并在接触面生成TiAl3.反应放出的热量有利于加速反应的进行,促使TiAl3与Ti进一步反应生成TiAl.但是生成的TiAl3层阻碍了Al液与Ti粉的接触,制约了反应的进行.最后,在试样中可以同时看到完全反应的Ti粉和未完全反应的Ti粉.