高含碳金属化球团强度性质

在1050～1200℃条件下研究了不同的配碳比、添加剂、还原温度、生球粒度等对高含碳金属化球团强度的影响。结果表明：高含碳金属化球团还原后的强度随温度的升高而升高;并且以粘土为添加剂的高含碳金属化球团具有较高的强度。     

高含碳金属化球团强度性质

在1050～1200℃条件下研究了不同的配碳比、添加剂、还原温度、生球粒度等对高含碳金属化球团强度的影响.结果表明:高含碳金属化球团还原后的强度随温度的升高而升高;并且以粘土为添加剂的高含碳金属化球团具有较高的强度.     

矿壳内配碳球团试制金属化球团的实验室研究

矿壳球团在带式焙烧机上焙烧还原是一种投资少、成本低的生产高炉金属化球团的直接还原法。本文从理论上分析了矿煤球团用铁精矿（加添加剂）包壳所具有的优点，并介绍在实验室研究矿壳球团的配碳量、用铁精矿包壳时添加剂种类和用量、最高还原焙烧温度和升温速度、还原焙烧气氛等因数对金属化球团强度和金属化率的影响。     

红土镍矿选择性还原-熔分制备镍铁合金

以硅镁型红土镍矿为原料,采用金属化焙烧-熔分工艺,通过正交试验制备金属化球团,将所得金属化球团在1500℃条件下熔融分离30min提取镍铁合金,考察影响因素对实验结果的影响.结果表明:在选择性还原制备金属化球团过程中,对金属化率的影响程度从大到小的因素依次是C/O摩尔比、焙烧温度、焙烧时间和碱度;实验可获得镍品位19%的镍铁合金;在碱度为0.8~1.2范围内,S和P分配比随着碱度的升高而增大.利用X射线衍射和扫描电镜对金属化球团及熔融分离出的渣进行微观分析,发现加入的石灰石与复杂矿相反应可释放出简单镍氧化物和铁氧化物,促进还原反应的进行,当石灰石不足时,少量铁以Fe3+的形式存在于铁金属化率70%的金属化球团中.     

津布巴铁精矿含碳球团还原实验研究

高炉炼铁工艺中炼焦、球团、烧结工序是主要污染源,本实验模拟转底炉工艺采用煤粉为还原剂实现直接还原铁的清洁生产。实验以津布巴铁精矿为原料,对该铁精矿进行XRD分析、扫描电镜分析和热失重分析。实验采用含碳球团焙烧还原工艺,通过四因素三水平正交实验研究各因素对焙烧球团的金属化率的影响。结果表明:在含碳球团焙烧还原过程中,对金属化率的影响程度从大到小的因素分别为焙烧温度、碱度、焙烧时间和配碳量,其中,当配碳量为1.0,温度为1 150℃,碱度为0.37,焙烧时间为25 min是得到高金属化率焙烧球团的最佳条件,球团焙烧后的残炭量与焙烧温度和碱度也有较大关系,最终球团金属化率均在80%以上。     

钢铁厂含铁尘泥球团自还原实验研究

以高炉工序的重力除尘灰和转炉工序的转炉污泥作为主要原料,配加一定量的还原剂、黏结剂和水制成冷固结球团,在高温下进行含铁尘泥球团自还原实验.结果表明,将重力除尘灰和转炉污泥混合制成自还原冷固结球团,不仅可弥补单种物料成球性能的不足,还可实现含铁尘泥球团的自还原,充分利用尘泥中的Fe,C和Ca O等资源;含铁尘泥球团的金属化率和脱锌率都随反应温度的升高而逐渐增大,1 300℃时,球团金属化率和脱锌率可分别达到91.35%和99.25%;随着反应时间的延长,球团的金属化率和脱锌率也逐渐增大,且在反应开始5 min内即可分别达到50.68%和75.82%;含铁尘泥球团的金属化率和脱锌率随着配碳量的增加而呈现先增大后减小的趋势,变化幅度较小.     

还原时间对高料层碳热还原金属化率的影响

为了探讨PSH(paired straight hearth,对行直底炉)直接还原工艺的操作参数,进行了还原时间对高料层碳热还原金属化率影响的研究.试验结果表明:还原时间为50和60 min时,球团的金属化率较高,整个料层总的金属化率分别为57.31%和80.23%.但炉内还原60 min时,存在上层球团再氧化、热效率低、生产效率低等问题.采用热坩埚装料可以明显提高球团金属化率,尤其是底层球团.炉内还原50 min,采用热坩埚装料时,整个料层总金属化率可由冷坩埚装料的57.31%提高至85.24%.因此,以提高碳热还原金属化率为目的,建议采用热坩埚装料,炉内还原50 min.本试验的研究结果可为PSH工艺的开发提供理论依据.     

白云鄂博矿含碳球团直接还原过程工艺参数优化的数值模拟

利用管式电阻炉研究了炉气温度在900~1 100℃之间球团的还原过程。建立数学模型;考虑传热、传质以及化学反应来模拟白云鄂博矿含碳球团直接还原过程。实验结果表明,随着炉气温度的升高,球团质量减小的越快,还原反应结束的时间缩短。模拟结果与实验结果吻合较好。通过正交试验研究影响白云鄂博矿金属化率主要因素大小排序为:炉气温度时间碳氧比直径。最后研究两种不同工况观察白云鄂博矿含碳球团金属化率的变化规律,结果显示较低的炉气温度对金属化率作用不大;在高温段反应10 min左右就可以达到最大金属化率。粒径为12 mm、碳氧比0.9的含碳球团,在炉气温度为1 100℃时各段反应时间可以控制在10 min左右。     

生物质用于转底炉直接还原工艺研究

为了探讨生物质还原剂用于生产金属化铁的可行性,针对转底炉直接还原工艺,从金属化率、抗压强度和体积收缩率三方面入手,分析了竹炭、木炭、秸秆纤维等3种生物质还原剂以及传统还原剂煤粉对含碳球团还原效果的影响。试验结果表明,生物质能够替代传统还原剂用于转底炉直接还原工艺。与传统还原剂相比,生物质还原剂在含碳球团金属化率方面的影响较小,但不同生物质对含碳球团强度和体积收缩率等方面的影响较大。秸秆纤维含碳球团的强度相对较高,但竹炭和木炭含碳球团的强度较低,需在较高温度下(1 300℃)焙烧才能达到后续生产要求;使用竹炭作还原剂的球团前期膨胀较其他还原剂更为严重,直接导致其高温区体积收缩率较小,从而影响含碳球团的强度和热量传递,需与其他还原剂搭配使用。     

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。     

Formation and characterization of metallic iron grains in coal-based reduction of oolitic iron ore

To reveal the formation and characteristics of metallic iron grains in coal-based reduction, oolitic iron ore was isothermally reduced in various reduction times at various reduction temperatures. The microstructure and size of the metallic iron phase were investigated by scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and a Bgrimm process mineralogy analyzer. In the results, the reduced Fe separates from the ore and forms metallic iron protuberances, and then the subsequent reduced Fe diffuses to the protuberances and grows into metallic iron grains. Most of the metallic iron grains exist in the quasi-spherical shape and inlaid in the slag matrix. The cumulative frequency of metallic iron grain size is markedly influenced by both reduction time and temperature. With increasing reduction temperature and time, the grain size of metallic iron obviously increases. According to the classical grain growth equation, the growth kinetic parameters, i.e., time exponent, growth activation energy, and pre-exponential constant, are estimated to be 1.3759 ±0.0374, 103.18 kJ·mol-1, and 922.05, respectively. Using these calculated parameters, a growth model is established to describe the growth behavior of metallic iron grains.     

不同钒钛磁铁矿炉料冶金性能的对比研究

取两种典型的钒钛磁铁矿对应的烧结矿和球团矿,研究其物相组成和微观结构并进行比较分析.模拟现场高炉条件,在实验室测定炉料软熔滴落性能,并对未滴落渣进行物相分析和微观结构分析.结果表明:高铬钒钛磁铁矿烧结矿以磁铁矿、赤铁矿为主,有少量的铁酸钙和硅酸盐,而高钛钒钛磁铁矿烧结矿铁酸钙和硅酸盐较多,还出现明显的钙钛矿;两种钒钛磁铁矿球团矿没有明显差异.相比高钛钒钛磁铁矿炉料,高铬钒钛磁铁矿炉料有高的熔化温度,较窄的熔化区间,其更有利于高炉的顺行.高铬钒钛磁铁矿未滴落渣以黄长石为基质相,而高钛钒钛磁铁矿未滴落渣以辉石为基质相,在金属铁周围遍布较多粒状TiC.     

硫铁矿烧渣水热法合成形貌可控的氧化铁

以硫铁矿烧渣硫酸浸出液与氨水反应制备的Fe(OH)3胶体为前驱体,采用水热法合成不同形貌的氧化铁粒子。在中性介质中考察反应温度、物质的量比(n(Fe2+)/n(Fe3+))、水热体系总Fe浓度及晶种量对水热法氧化铁物相、形貌和粒径的影响。采用X线衍射仪、扫描电镜、透射电镜及选择区域电子衍射对水热产物物相和形貌进行研究。研究结果表明:反应温度为230℃,n(Fe2+)/n(Fe3+)为0.1以及水热体系总Fe浓度为1.25 mol/L和晶种量为2 g时,水热产物为片状α-Fe2O3粒子;控制上述其他条件不变,当温度在140～260℃时,随着温度的升高,水热法产物由α-FeOOH相向α-Fe2O3相转变,α-Fe2O3粒子形貌由球形向小圆饼状和片状依次转变;当n(Fe2+)/n(Fe3+)在0～0.12时,随着n(Fe2+)/n(Fe3+)的增加,水热产物由α-Fe2O3相向α-Fe2O3和Fe3O4相转变,α-Fe2O3粒子形貌由球形逐渐向片状转变,其粒径由小变大;当水热体系中总Fe浓度为0.625 mol/L和1.875 mol/L时,水热法氧化铁分别为不均一形貌和球形;当没有加入晶种及晶种量为6 g时,水热...     

烧结机焙烧酸性球团矿矿物组成和显微结构

针对烧结机焙烧酸性球团工艺焙烧负压低、固结速度快等工艺特点,对不同烧结机焙烧工艺条件下的酸性球团矿矿物组成和显微结构进行了研究．结果表明,在烧结机焙烧工艺条件下,采用低硅铁精矿、添加1％膨润土时,球团矿仍以磁铁矿和赤铁矿再结晶的固相固结为主,不同于传统的烧结矿固结方式．当印度矿配比增加时,球团矿中磁铁矿随着增加,球团结构变致密,转鼓强度提高．当煤粉用量增加,球团矿中磁铁矿再结晶增加．煤粉用量为4．5％时,球团中磁铁矿占50．2％,结构较致密,转鼓强度和利用系数均较佳．过高的煤粉用量使得球团矿中气孔率增加,局部过熔,出现蜂窝状结构．球团矿中SiO2增加,磁铁矿再结晶增加,赤铁矿再结晶减少,液相量变化不大,球团矿转鼓强度增加,还原性降低．     

Effect of carbon species on the reduction and melting behavior of boron-bearing iron concentrate/carbon composite pellets

Iron nugget and boron-rich slag can be obtained in a short time through high-temperature reduction of boronbearing iron concentrate by carbonaceous material, both of which are agglomerated together as a carbon composite pellet. This is a novel flow sheet for the comprehensive utilization of boron-bearing iron concentrate to produce a new kind of man-made boron ore. The effect of reducing agent species (i.e., carbon species) on the reduction and melting process of the composite pellet was investigated at a laboratory scale in the present work. The results show that, the reduction rate of the composite pellet increases from bituminite, anthracite, to coke at temperatures ranging from 950 to 1300℃. Reduction temperature has an important effect on the microstructure of reduced pellets. Carbon species also affects the behavior of reduced metallic iron particles. The anthracite-bearing composite pellet melts faster than the bituminitebearing composite pellet, and the coke-bearing composite pellet cannot melt due to the high fusion point of coke ash. With anthracite as the reducing agent, the recovery rates of iron and boron are 96.5% and 95.7%, respectively. This work can help us get a further understanding of the new process mechanism.     

低温度系数Nd-Fe-B磁体及磁硬化机制的研究

研究了廉价高性能低温度系数铁基稀土永磁合金。以廉价的富Nd混合稀土MR作为研制该永磁合金所使用的稀土金属,以金属钴部分取代铁来改善铁基稀土永磁合金的温度稳定性,得到了较好的效果。研究了永磁体的相结构及其矫顽力机制,磁体晶粒形状各向异性也是产生高矫顽力的机制之一。     

工艺参数对Al-Zr中间合金中初生Al3Zr相的影响

以Al-K2ZrF6为反应体系，采用Al热还原法，研究了不同工艺参数对Al-Zr中间合金凝固过程中初生Al3Zr相的形貌、尺寸、数量及分布状态的影响.结果表明:随着熔体反应温度的增加，Al3Zr晶体的形貌由小块状逐渐长成长条状，尺寸增加，数量减少；当温度低于1000℃，晶体呈现小块状；温度高于1000℃时，晶体呈现长条状；温度为1000℃时，晶体呈现块状和长条状的混合态.与使用铁模相比，采用耐火材料模时，Al3Zr相尺寸增大，数量减小.随着K2ZrF6加入量的增加，Al3Zr相的体积分数增多，尺寸更细小，分布更均匀.     

Application of a water cooling treatment and its effect on coal-based reduction of high-chromium vanadium and titanium iron ore

A water cooling treatment was applied in the coal-based reduction of high-chromium vanadium and titanium (V–Ti–Cr) iron ore from the Hongge region of Panzhihua, China. Its effects on the metallization ratio (η), S removal ratio (R_S), and P removal ratio (R_P) were studied and analyzed on the basis of chemical composition determined via inductively coupled plasma optical emission spectroscopy. The metallic iron particle size and the element distribution of Fe, V, Cr, and Ti in a reduced briquette after water cooling treatment at 1350°C were determined and observed via scanning electron microscopy. The results show that the water cooling treatment improved the η, R_S, and R_P in the coal-based reduction of V–Ti–Cr iron ore compared to those obtained with a furnace cooling treatment. Meanwhile, the particle size of metallic iron obtained via the water cooling treatment was smaller than that of metallic iron obtained via the furnace cooling treatment; however, the particle size reached 70 μm at 1350°C, which is substantially larger than the minimum particle size required (20 μm) for magnetic separation. Therefore, the water cooling treatment described in this work is a good method for improving the quality of metallic iron in coal-based reduction and it could be applied in the coal-based reduction of V–Ti–Cr iron ore followed by magnetic separation.     

转炉钢渣工艺矿物学及其综合利用技术

对经缓冷处理后转炉钢渣的工艺矿物学特征及其综合利用技术进行研究.结果表明:转炉钢渣的主要物相组成为硅酸三钙、硅酸二钙、金属铁与氧化亚铁固溶体以及少量铁酸钙和磷灰石等;在磨矿粒度小于0.044 mm、磁场强度为0.08 T的分选条件下,可得铁品位为75.93%的磁性物,铁的磁选回收率为18.32%;非磁性物采用质量分数为3.5%硫酸溶液常温浸出120 min,可脱除90.28%的磷,非磁性物质中的磷含量由0.700%降至0.068%.     

以煤泥为还原剂海滨钛磁铁矿直接还原焙烧反应历程

研究以煤泥为还原剂,印尼某海滨钛磁铁矿在直接还原焙烧过程中,不同焙烧温度下矿物组成变化规律. X射线衍射和扫描电镜分析结果表明,随着焙烧温度的升高,钛磁铁矿逐渐被还原. 其中铁矿物经过浮士体( FeO) ,最终被还原成金属铁;而钛则经过钛尖晶石最终生成钛铁矿和少部分的铁板钛矿. 在整个直接还原焙烧过程中,金属铁颗粒在1100℃左右生成,然后不断长大,在1250℃时金属铁颗粒明显增多,在之后的保温过程中,金属铁颗粒不断长大,并在此过程中将金属铁从中分离出来.