碳氮化含钛高炉渣对铁沟捣打料抗氧化性及抗渣性的影响

测定碳氮化处理后含钛高炉渣的熔化特性,并研究在高炉铁沟捣打料中加入碳氮化含钛高炉渣后对材料抗氧化性及抗渣性的影响。结果表明,含钛高炉渣经碳氮化处理后,渣中主要的矿物相为氮化钛或碳氮化钛和钙镁黄长石或钙铝黄长石,渣中相的组成和含量受还原温度影响较大,随着渣的还原温度升高,还原渣的熔点呈上升趋势;将还原渣引入到高炉铁沟捣打料中,部分或完全替代碳化硅原料,可明显提高捣打料的抗氧化性,最佳的渣加入量为7%,过多将会导致捣打料抗氧化性减弱;因Ti(C,N)具有优良的抗渣性能,碳氮化含钛高炉渣的引入不影响高炉铁沟捣打料的抗渣性。     

TiO2碳热还原与高炉钛渣提取碳氮化钛分析

总结TiO2的碳热还原法制取碳(氮)化钛的研究成果,并对高炉钛渣中钙钛矿的碳热还原进行了热力学分析。研究结果表明,TiO2的碳热还原可分为三个阶段:TiO2→TinO2n-1,该阶段还原较快;TinO2n-1→TiCxNzOy,该阶段碳的气化反应起中心作用;TiCxNzOy→Ti(C,N)是一个较慢的扩散过程。TiO2的碳热还原氮化反应中难以出现TiO相;N2气的引入,可降低还原温度。通过调整高炉钛渣组成(包括碱度),使之生成CaO.Al2O3.2SiO2,更有利于碳(氮)化钛的生成。     

提钒尾渣碳热还原过程实验

在碳热还原反应热力学分析的基础上,通过球团还原焙烧实验,并结合物相分析和成分分析,对含铬提钒尾渣中金属氧化物的碳热还原过程进行了系统研究。实验结果表明,在不同的还原温度下,铁、铬、钒、锰、钛等有价金属氧化物展现出不同的还原反应特征和富集迁移规律。     

添加硅铁对钛精矿直接还原-渣铁分离的影响

利用碳热还原方法研究了硅铁添加对钛精矿还原及渣铁分离效果的影响.结界表明:硅铁可提高还原反应速率和铁的金属化率,在1 380℃还原30 min的金属化率达到84.5%.添加硅铁还可明显缩短还原球团冶炼周期,降低渣中金属铁含量,提高渣铁分离效率及钛渣品位(Ti O2的质量分数为84.75%).同时运用Fact Sage软件对钛渣液相线及黏度进行了理论计算,结果表明:添加硅铁对钛渣黏度影响不大,但可增大钛渣的液相区域,从而有利于金属铁的聚集长大及分离.理论计算很好地解释了实验结果.     

真空碳热还原酸浸含钛高炉渣制备TiC分析

含钛高炉渣中含有20%~30%的TiO_2,是一种附加值较高的二次资源,但在综合利用过程中存在氧化物还原难度大,硅钛难分离,二次污染严重等问题。基于热力学理论基础,采用真空碳热还原联合酸浸工艺处理含钛高炉渣制备TiC。结果表明:真空有助于钛氧化物彻底还原,可实现渣中硅钛彻底分离,减少酸耗量,降低二次污染。真空碳热还原联合酸浸工艺处理含钛高炉渣(TiO_2含量23%左右)制备TiC的最佳条件为:炉渣粒度200目,还原温度1 673K,渣碳质量比100∶38。     

攀枝花直接还原钛渣的矿物学特征

以中国攀枝花直接还原钛渣为研究对象,采用化学分析、X线衍射分析和矿物解离度分析等对其矿物学性质进行研究。研究结果表明:直接还原钛渣中TiO2品位为46.80%,其中的矿物主要为黑钛石,质量分数为50.28%,其次为尖晶石、中长石、钛辉石、橄榄石和自然铁等。直接还原钛渣中各矿物相互之间均存在共生关系,且部分矿物颗粒共生关系复杂。Ti在各矿物中均有分布,其中绝大部分赋存在黑钛石中,分布率达到94.34%。直接还原钛渣在电炉熔分的过程中,镁等元素通过类质同象掺杂进入黑钛石晶体中,使黑钛石携带杂质元素。     

含碳铬矿团块高温还原特性研究

在1250～1450℃高温范围内研究内配碳铬矿团块中Cr2O3还原率和总还原率与内配碳比和渣相碱度的关系,并分析了含碳铬矿团块还原过程中金属相和渣相聚集和分离状态的变化。结果表明,Cr2O3还原率主要受还原温度和内配碳比的影响,当还原温度高于1400℃时,控制适宜的渣相组成和内配碳比,可以实现还原产物中金属相和渣相的完全分离。利用实验得到的条件,可望开发一种新的廉价碳素铬铁的生产方法。     

钛氧化物还原与钛渣变稠

采用攀钢高炉现场渣经过还原,获得具有一定钛氧化物还原度的炉渣试样,进一步测定样品的粘度和熔化性温度。随着钛氧化物还原度的提高,炉渣的粘度和熔化性温度总体呈上升趋势。用矿相显微镜研究了炉渣的显微结构前用图象分析仪对渣中TiC、TiN进行了定量研究。结果表明,高钛型高炉渣的变稠还与钛氧化物还原生成的TiC、TiN数量有关。因此高炉冶炼过程中用钛氧化物还原度作为判断和控制钛渣变稠的指标能更准确地反映高炉过程特点。     

铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响

研究了铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响。结果表明：添加铝粉能提高钒钛磁铁精矿碳热还原反应速率。铝粉添加量越大,还原反应越快。在还原反应过程中,铝热还原反应的发生放出了大量热量,并在其反应界面周围形成局部高温,从而强化碳热还原反应过程,同时促进新生金属铁聚集长大。添加1%铝粉可稍微改善渣金分离;当铝粉添加量大于2%时,由于TiC的生成,渣的流动性变差,渣铁分离效果恶化。     

钒钛磁铁矿固态还原的研究

研究了钒钛磁铁矿的固态还原过程及影响因素,讨论了磨矿粒度、还原温度和配碳量对固态还原金属化率及还原后炉料中钛走向的影响.采用煤基直接还原工艺流程,能够将钒钛磁铁矿中铁的氧化物还原为金属铁,然后通过磁选,可实现钛、铁的有效分离.实验结果表明,最佳工艺条件为:还原温度1 100℃,配碳量为1∶1,磨矿粒度控制在75~150μm之间.在此工艺条件下得到铁的金属化率和渣中钛的质量分数分别在80%和36%以上.该工艺为我国大批量钒钛磁铁矿的开发利用提供了新途径.     

低温氯化法回收钒钛磁铁矿中的钒和钛

本文用热力学分析和实验室试验,对钒—钛渣的氯化过程进行了研究。试验表明,低温氯化是一种有效而又经济的方法,钒和钛的氯化率分别达95%和85%,同时渣的预还原可大大地提高氯化率。     

高钛低铝型高温合金电渣重熔渣系及工艺研究

高钛低铝型高温合金是用于现代航空、火箭发动机以及燃气轮机的重要合金材料,该合金在电渣重熔过程减少合金中钛的烧损和均匀控制钛含量分布是当时国内外尚未解决的技术难题。 通过实验研究,查清了该类型合金中钛烧损机理,发现钛烧损主要与渣中TiO_2含量有关,渣中Al_2O_3、TiO_2对钛有氧比作用,与钛平衡的是渣中Ti_3O_5,Ti_3O_5又会被大气氧化成TiO_2;减少钛烧损的关键在于化渣过程使渣中部分TiO_2还原为Ti_3O_5,并在重熔全过程保持一定量的Ti_3O_5。此外,发现MgO在渣中可提高Ti_3O_5和Al_2O_3的活度系数同时又能降低渣中TiO_2的活度系数,从而减少钛的烧损。研制出了该类型不同牌号合金电渣重熔相适应的CaF_2—Al_2O_3—MgO—TiO_2渣系。另一方面利用上述机理研     

高温下高炉渣与碳的还原

在高温条件下正确性高炉渣与碳的还原过程中,ＳｉＯ２在２１２３Ｋ以上全部被碳的,ＭｇＯ在２１７３Ｋ以上可全部被还原吕 而Ａｌ２Ｏ３即使在２２７３Ｋ只还原６３％,合成高炉渣在碱度不变时增中ＭｇＯ含量,可使渣中还原ＳｉＯ２生成的ＳｉＣ增另和ＳｉＯ减少,随着温度升高和与碳混合均匀,实际高炉渣中氧化物的还原和反应后渣中Ａｌ２Ｏ３的含量都增加,而生成ＳｉＣ的量减少;渣中ＭｇＯ的含量明显降低,在较高的下渣中Ｍｇ     

攀枝花钛精矿碳热还原-真空冶炼工艺

运用FactSage软件对攀枝花钛精矿碳热还原后在真空条件下的分离行为进行热力学计算。结果表明:在配碳量12%(质量分数),压力100 Pa,温度高于1 300℃时,气相中开始产生Mg,SiO和Mn蒸气;当温度为1 750℃时,整个体系内各物质含量趋于稳定值,钛渣品位(折算TiO2)可达94%。在同样的配碳量下,温度为1 550℃,压力低于1 000 Pa时,气相中也产生Mg,SiO和Mn蒸气。在碳管炉进行了预还原后钛精矿的真空冶炼实验,结果表明:金属铁已明显挥发出来;渣的主要物相为Ti2O3,TiO和少量的金属铁,钛渣品位高达93.35%(质量分数),CaO含量小于1.05%(质量分数),MgO含量小于0.42%(质量分数)。     

关于钛铁矿精矿的成分与性质对熔炼过程影响的研究

本文就高镁钙钛精矿的成分和性质对电炉还原熔炼生产高钛渣过程,即对渣的熔点、粘度和导电率以及操作制度的影响进行了研究。同时还对MgO,CaO和SiO_2等氧化物的挥发机理进行了探讨。     

熔融还原合成渣中碳还原Fe2O3的发泡特性参数

测定了Fe2O3在熔融还原合成渣中被碳还原时,还原气体产生泡沫渣的高度与时间的关系,由发泡特性参数方程计算了不同条件下的发泡特性参数,从而可以对熔融还原过程中由内生气源引起的发泡过程进行定量描述,为在铁浴中控制泡沫渣现象提供了必要的基础。     

转炉炼钢渣中Cu2O与NiO的还原实验研究

结合某钢厂顶底复吹转炉冶炼含有铜、镍等成分耐候钢的生产过程,在实验室对铁碳熔体和纯铁液还原炼钢渣中铜、镍等氧化物进行研究.结果表明,在初始条件相同的情况下,1 300 ℃下铁碳熔体分别还原渣中Cu2O和NiO时,Cu2O比NiO更易还原,还原速度更快.1 600 ℃时在实验研究的碱度范围内,含有25% FeO的转炉终点渣中Cu2O、NiO能被纯铁液在10～20 min内还原完毕,尤其前10 min内w[Cu]、w[Ni]增长迅速.在相同碱度下,渣中Cu2O、NiO同时还原的速率基本相同;随着渣碱度的增大,Cu2O、NiO还原的速率及终还原率均有所降低.     

炼钢用锰球团矿直接合金化动力学

用锰球团矿对钢的直接合金化的动力学过程进行了研究，讨论了初始钢中碳、渣中MnO含量和渣的碱度及炉温等与反应过程渣中MnO的还原速率的关系．MnO还原的表观反应级数为一级．实验得到锰的平均回收率为79．67％．     

攀枝花钛精矿冶炼钛渣中硫的影响

调查显示攀枝花钛精矿硫（S）含量高达1.55%。笔者对攀枝花钛精矿冶炼钛渣中硫的影响进行了研究,结果表明,攀枝花钛精矿冶炼钛渣副产半钢S含量较高、C含量较低,出铁温度升高70~150℃,吨渣冶炼电耗增加近20 kW·h。钛精矿预氧化—冶炼钛渣工艺可降低产品S含量,消除S对冶炼过程的影响,是高硫钛精矿冶炼钛渣的有效途径。     

初渣流动方式对高炉内硅传递过程的影响

从初渣偏斜流动的观点出发,对高炉滴落带生铁中硅含量的变化过程进行了热力学分析和实验研究,探讨了初渣偏流与炉内硅还原过程的相互关系。结果表明,高炉内生铁中硅含量的变化规律受初渣偏流和高温下焦炭对 SiO_(g)的还原反应所控制,从而提出了合理的高炉冶炼低硅生铁的技术措施。