含碳球团生产海绵铁的研究

研究了含碳球团直接还原的金属化率与还原时间、温度和气氛之间的关系,并得到含碳球团生产海绵铁的工业参数。     

含碳铬矿球团的还原性能

本文讨论了温度、还原剂、铬矿粒度以及与还原剂结合形式等因素,对铬铁矿直接还原性能的影响,并进行了多种添加剂对铬矿还原反应影响的实验。通过气体中间物的固-固反应理论,描述了还原过程。实验结果为开发合碳铬矿球团在竖炉型的熔融还原提供了配料造球的理论依据。     

氩气氛铬铁矿含碳球团还原动力学

用热重法研究了铬铁矿含碳球团在氩气流中还原过程动力学,考察了还原温度、球团中配碳量和铬铁矿粉粒度等对还原过程的影响。应用颗粒模型对还原过程的实验数据进行了动力学解析,发现在本实验条件下,球团还原中对速度的限制步骤是铬铁矿颗粒还原产物层中的内扩散过程。进一步的分析步明,在 1 200℃ 以下和以上两个温度区间,该内扩散过程的活化能不同。分别求出了这两个区间的有效内扩散系数的阿仑尼乌斯表达式,得到了铬铁矿含碳球团还原过程的综合速度式。应用所获得的动力学方程对不同加热条件下的还原过程进行模拟计算,与实验结果相当符合。     

含碳球团的还原性和还原冷却后的强度

在 １２７３～１５７３ Ｋ条件下研究了不同煤种、木炭和石墨与不同种类矿石制成含碳球团 的还原速度;进而讨论了温度、配碳比（Ｃ／Ｏ）、挥发分含量等因素对含碳球团还原所需时间和 金属化率的影响．通过测定含碳球团还原冷却后的强度,对影响强度因素进行了分析．还原冷 却后的强度在温度 １２７３ Ｋ时较低,配入含挥发分较高的气煤,可以使还原冷却后的强度提高, 加快反应速度．     

含碳球团还原的显微观察

利用万能金相显微镜MeF3观察含碳试样在惰性气体中的还原过程,验证了含碳球团的反应机理,即通过气体介质将固-固反应转化为气-固反应;渣相及排气现象的变化清楚的表明:提高温度,可提高含碳球团的金属化率,但温度过高,将加重矿粉间的烧结,导致还原反应动力学条件恶化.     

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。     

含碳球团还原的显微观察

利用万能金相显微镜 Me F3观察含碳试样在惰性气体中的还原过程 ,验证了含碳球团的反应机理 ,即通过气体介质将固 -固反应转化为气 -固反应 ;渣相及排气现象的变化清楚的表明 :提高温度 ,可提高含碳球团的金属化率 ,但温度过高 ,将加重矿粉间的烧结 ,导致还原反应动力学条件恶化。     

非接触式熔融还原法连续制备铁镍合金

以金川渣中含有的镍、铁有价金属元素为研究对象,利用非接触式熔融还原法,采用连续分段加料的方式,探讨了熔渣中铁镍氧化物的还原规律和氧离子渗透膜的传导特征.实验结果表明:利用液态银作为引导阴极,可以得到无碳铁镍合金;采用连续式分段加料,可以提高铁镍氧化物的还原速率;增加铁镍氧化物中NiO比例,有助于增加还原前期的还原速率,减少还原后期的还原时间.另外,升高还原温度,可以提高铁镍氧化物的还原速率;但是,随着温度升高,通过外电路的电量减少.     

在氧化性气氛中含碳球团直接还原的研究

实验研究证明在氧化性气氛中,在一定温度下含碳球团能够快速直接还原。还原得到的金属化球团表面会被迅速氧化生成铁氧化物层,阻碍氧化过程的进行,出现氧化停滞现象,得到直接还原铁。     

含碳球团还原法处理含锌电炉粉尘的试验分析

为综合利用含锌电炉粉尘,提出运用含碳球团的还原处理方法,并进行了扩大性试验,得到了还原焙烧法的合理工艺条件.试验表明:配碳的碳氧比C/O=1.2、还原温度1 150 ℃、料层厚度30 mm、加热时间65 min可取得较好的效果;还原后的球团为半金属化球团,其w(TFe)为50%左右,金属化率60%～70%,球团的残Zn含量在2%以下,是较好的高炉原料;Zn的还原挥发率达到90%左右,收集粉中ZnO含量在90%左右;PbO含量在2%以下,已达到等级氧化锌的标准,实现了含锌电炉粉尘的无害化和资源化利用.     

厚渣层铁浴熔融还原炼铁工艺的静态模型

提出了一种两步三段式厚渣层铁浴熔融还原炼铁工艺,铁浴炉利用厚渣层保证反应器内球团矿的氧化区氧化放热与还原区还原的梯度隔离,煤气改质炉提高煤气利用率,转底炉预还原匹配整个系统能耗最低.依据物料平衡与能量平衡的原理,建立了该工艺的静态模型,依据设定的工艺流程中各个环节的生产指标,掌握了各个环节的物料消耗与能量消耗情况,并与现阶段各种炼铁工艺进行了对比,阐明了本工艺的特点与优势,为该工艺的生产实践提供了参考.     

熔融还原竖炉—铁浴流程操作模型的应用

熔融还原竖炉——铁浴流程的操作模型可以用来计算煤在铁浴中气化、喷煤熔化废钢、竖炉预还原眨铁浴终还原过程的热平衡和物料平衡,模型计算结果与工业实验结果有较好的吻合。由此出发,对这一流程工艺参数的选择提出一些有益的建议。     

钒钛磁铁矿熔态还原速度多峰特性机理

在实验室内研究了钒钛磁铁矿在铁浴式熔态还原过程中还原速度变化的多峰特性机理，分析了钒钛磁铁矿的结构和熔态渣相结构的变化规律，钒钛磁铁矿熔态还原过程的动力学特征及影响因素。     

含碳球团高温抗压强度的实验测定

采用自制的高温抗压强度测定装置,研究了使用有机黏结剂的含碳球团在不同温度、气氛条件下高温强度随时间的变化.试验结果表明,采用有机黏结剂“CC”的含碳球团在800℃下保温1 h,球团仍能保持较高的高温强度（30～40 N/球）.在球团开始显著的自还原反应之前,球团高温强度主要由有机黏结剂来保证;而在还原反应（1 000℃以上）之后,球团高温强度则主要依靠还原的大量金属铁;球团的高温强度能满足转底炉生产工艺的要求.     

厚渣层熔融还原铁浴混合特性的物理模拟

设计了应用于厚渣层冶炼的铁浴熔融还原炉模型,通过水模实验研究了反应器在不同底吹布置下多层侧枪操作参数对熔池混匀时间的影响规律.单孔底吹实验结果表明,与纯侧吹实验相比,中枪角度、深度以及下枪角度的影响变弱,下枪插入深度的影响增强.多孔底吹实验结果表明:双孔底吹的混匀时间总体上小于四孔底吹布置;当喷嘴数目相同时,非对称底吹的混匀时间小于对称底吹布置.通过比较6种底吹布置下最优参数组合所对应的混匀时间,确定反应器最佳底吹参考布置为双孔非对称底吹,相应的侧枪参数为中枪角度50°、中枪水平深度180mm、下枪角度50°、下枪水平深度180mm.     

等离子熔融还原直接冶炼(高)合金钢及低碳铁合金

介绍了两项发明专利技术的名称、技术特点、技术经济指标分析、等离子炉生产能力及设备投资等。     

含碳铬矿球团在竖炉内的还原

在0.10m~3的试验竖炉内使用含碳球团冶炼出18%Cr的铁合金。利用前人所做的基础理论研究结果,讨论了铬、硅、硫等元素在竖炉内的还原及渣—液两相的分配规律。     

竖炉—铁浴二步法熔融还原的数学模型

本文对竖炉-铁浴二步法熔融还原过程进行物料平衡和热平衡分析。在Fe-O-C-H_2体系中,由氧平衡和热平衡分别确定了上部竖炉和下部铁浴的操作数学模型。由热力学计算,将上、下两部有机联系起来,得到全过程Rist操作线图。从而,建立了竖炉-铁浴二步法熔融还原过程数学模型,可用来计算全过程氧耗和燃料比等操作参数。     

熔融还原过程硅还原氧化行为

试验研究熔融还原过程条件下SiO2还原氧化行为及对过程的影响。研究表明：喷吹煤粉燃烧温度、煤的灰份组成影响SiO2还原过程。通过适当选择煤种和控制氧煤喷枪的喷吹位置,可以减轻SiO2还原挥发过程的不利影响。