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。     

钒钛磁铁矿含碳球团还原的影响因素

通过单因素实验考察了还原温度、还原时间及碳氧摩尔比（nC/nO）对钒钛磁铁矿含碳球团还原的影响,结合扫描电镜照片解释了钒钛磁铁矿的还原机理.实验结果表明,适当升高还原温度、延长还原时间及增加碳氧摩尔比均可以促进钒钛磁铁矿的还原,并且金属化率随还原温度的升高先急剧升高而后趋于平缓,随着还原时间的延长及碳氧摩尔比的增加而先升高后降低,而残碳量随着反应的进行不断降低.当还原温度为1350℃,还原时间为30 min,碳氧摩尔比为1.2时,球团的金属化率达到最大值.通过扫描电镜照片可以看出,球团在还原过程中形成了铁连晶,并且在不同的还原条件下铁连晶的大小及形态不同.     

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.     

钢铁厂含铅粉尘配碳球团的直接还原工艺

对钢铁厂含锌铅粉尘配碳球团直接还原工艺进行了研究。结果表明：生球碱度及还原时间对球团中铅发率有显著影响，而还原温度则对球团中锌、铅挥发率和铁的金属化率均有显著影响。     

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。     

铬矿熔融还原动力学

考察了渣碱度、渣中Ａｌ２Ｏ３含量以及温度对铬矿被固体碳还原反应的影响，得到渣碱度在０．８～１．５的范围内、渣碱度为１．５时，铁液中最终铬含量最高；随着渣中Ａｌ２Ｏ３含量的增加，铬矿的初期反应速率明显降低，但对铁液中的平衡铬含量无明显影响．初期零级反应的表观活化能为３１６ｋＪ／ｍｏｌ．在确定反应控制环节时，利用了改变界面反应条件这一新方法，结合实验分析得到铬矿的还原是由铬矿在渣中的行为及界面反应联合控制     

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。     

钢铁厂含锌铅粉尘配碳球团的直接还原工艺

对钢铁厂含锌铅粉尘配碳球团直接还原工艺进行了研究.结果表明：生球碱度及还原时间对球团中铅挥发率和铁的金属化率有显著影响，而还原温度则对球团中锌、铅挥发率和铁的金属化率均有显著影响.在此基础上确定的最佳工艺参数为：生球碱度～0.9，还原温度和还原时间分别为1250℃和25min.     

低配碳比含碳球团直接还原的实验研究

根据低配碳比含碳球团还原熔分工艺制备粒铁的技术思想,对低配碳比含碳球团的直接还原进行实验研究.结果表明,这种低配碳比的含碳球团还原速度较快,还原反应进行了10 min时表观还原度为84%,20min时表观还原度可达88%;继续延长反应时间,球团表层还原得到的少量金属铁会再次被氧化成FeO.还原反应结束后,球团内仍存在少量尚未还原的FeO,它们与脉石中的SiO2形成低熔点的铁橄榄石,有利于工艺后期渣铁的熔化及分离.     

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。     

铬铁矿固态碳热还原过程的影响因素

 铬铁矿是一种重要的国家战略资源,它是冶金、耐材和化工领域的重要原料,但在其开采过程中产生的大量矿粉一直难以高效利用.为了能够解决这一难题,科研工作者提出了铬铁矿的固态碳热还原工艺,即将矿石粉末与固体碳的混料在高温炉中直接进行还原反应,此工艺能使铬铁矿中铁的氧化物被选择性还原,从而提高了矿石的铬铁比.本文在系统分析铬铁矿碳热还原反应机理的基础上,着重研究了还原温度、还原时间、还原剂类型、气体流速、矿粉粒度与球团尺寸、添加剂类型等因素对铬铁矿固态碳热还原过程的影响作用,以期为实现低品位铬铁矿粉的高效综合利用提供指导.研究得出多数因素对铬铁矿固态碳热还原反应的影响是非线性的,在作用区间内往往存在最优值.因此,适宜工艺条件的选择对于得到高质量产品、降低生产成本有重要意义.     

渣中铬矿球团初期熔融现象的研究

利用管式炉对单个球团加入初期的升温过程、加热速率及其影响因素进行了理论和实验研究。建立了传热数学模型。实验结果与理论计算相符。1500—1568℃下球团(25℃)加入后至反应开始时间为50—80s,增高渣温、预热球团和强化搅拌可缩短至15s左右。研究结果对开发强搅拌下转炉铁浴型反应器进行铬矿、锰矿熔融还原新工艺具有参考意义。     

加煤铬铁矿粉流化床流化性质和还原行为

探讨了粉状铬铁矿在流化床内的流化性质、还原过程和加煤条件。通过实验,得到流化过程中煤粉与铬铁矿粉的相对分布规律,给出使煤粉沿流化床高度方向较均匀分布的条件,测试了流化还原气组成、空塔流速、外配煤量、还原时间及还原温度等因素对铬铁矿粉化还原的影响规律。给出还原条件局部优化结果。     

富氢气体直接还原铁矿石及其碳沉积行为

焦炉煤气改质后可用于生产直接还原铁, 为炼钢提供优质的原料. 利用热重分析法, 研究了H₂ 与CO 物质的量比(H₂/CO)、温度对铁矿石球团矿还原速率及其碳沉积速率的影响. 实验结果表明: H₂ 的还原能力大于CO, 且随着混合气体中H₂ 含量的增加, 铁矿石球团矿的 还原速率增大; 当H₂/CO 比大于8/2 时, 增加H₂ 含量对还原速率影响减小; 在铁矿石还原 后期出现碳沉积, 且碳沉积速率随着H₂ 含量的增加而减小; 低温易于碳沉积, 但当温度高于 850 °C 时, 碳沉积得到抑制.     

铁水中喷吹MoO_3直接还原及合金化

本文讨论了在铁水中铝被直接还原的可能性;比较了喷吹法和团块法的处理效果;研究了钼对铁水的合金化作用。发现在1300—1550即1550℃温度范围内,在工业铁水中钼的直接还原和合金化可以同时完成。喷吹法比其它加入法能得到较好的效果。如这种新技术应用在工业上,可获得显著的经济效益。     

低m(Cr)/m(Fe)铬铁矿除铁工艺的实验研究

以南非铬铁矿为对象,在热力学分析的基础上,采用碳热还原法开展了低m(Cr)/m(Fe)铬铁矿除铁工艺的实验研究.结果表明:实验中铬铁矿选择性除铁的适宜温度为1 100℃左右,符合热力学计算结果.低于此温度时还原出的富铁相与基体分离不彻底,难以结瘤析出;高于此温度时尖晶石相中的铬元素还原严重,影响铬的回收率.在1 100℃还原0.5 h并经酸浸处理后,铬铁矿可由化工级提升至冶金级,在相同温度下还原2 h后,m(Cr)/m(Fe)可由1.7提高至5.8,为实现低m(Cr)/m(Fe)铬铁矿的高效利用提供了新思路.