含铌铁精矿含碳球团还原过程中微观结构变化研究

借助SEM、EDS、XRD、化学分析等手段,对不同还原焙烧条件下含铌铁精矿含碳球团的金属化率、形貌、物相组成及元素分布等进行表征,在实验室模拟转底炉条件下研究了直接还原过程中铁矿物和钛、铌矿物的微观结构变化。结果表明,适当地提高还原温度或延长还原时间,有助于提高球团的金属化率,本实验条件下,在还原温度1100℃时保温20min,球团金属化率达到最大,约为86%;此外,随着还原温度的升高或还原时间的延长,金属铁不断聚集、长大,形成较大的金属颗粒,并逐渐连结形成网状结构,渣铁明显分离,含铌、钛矿物也聚集在一起分布在渣相中,为后续铌和钛的富集提供了有利条件。     

铝热法还原五氧化二铌

采用五氧化二铌为原料,铝粉作为还原剂,通过改进装料方式,在三氧化二铝衬里的敞开反应器内,实现了直接室温点火还原。研究了还原剂过量系数、炉料发热量、还原规模对金属产率的影响。当每炉装料1kg、采用铝过量15％、炉料发热量为272×10~4J/kg时,金属产率高达98.5％。     

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。     

焦炭反应性对高炉块状带含铁炉料还原的影响

研究了五种具有不同反应性的焦炭对高炉块状带含铁炉料还原的影响规律,并对料层的压差、CO体积分数以及含铁炉料的还原程度进行了分析.当炉内通入的原始气体中CO体积分数（仅考虑CO和CO₂）为72.22%时,随着焦炭反应性的增强,焦炭气化速率加快,含铁炉料颗粒周围的CO体积分数升高,含铁炉料的还原度依次增高,还原度从使用低活性焦炭时的33.18%增大到使用高活性焦炭时的53.83%;而当原始气体成分中CO体积分数为66.67%时（低于900℃还原FeO的平衡气相体积分数）,使用高反应性焦炭也可还原出金属铁.由此可见,适当增加入炉焦炭的反应性,可促进焦炭与含铁炉料间的耦合反应,提升料层CO体积分数,提高含铁炉料进入软熔带区域的金属化率.     

高炉炉缸死焦堆对渣滞留率的影响

采用三维动量守恒方程、标准k-ε双方程模型、VOF多相流模型以及多孔介质模型模拟计算了不同死焦堆状态下炉缸内的渣滞留量.结果表明:炉渣滞留主要集中在死焦堆中,死焦堆外围焦炭分布是决定渣滞留率的关键;最低渣-铁界面以下区域的状态对总渣滞留率影响很小.由于铁口附近渣铁水流速远大于死料柱中流速,形成了向铁口倾斜的气-渣界面,当铁口来风时需停止出铁,导致部分炉渣来不及排出炉缸,因此改善死料柱透液性是减少渣滞留量的有效手段.     

高炉软熔带形态变化的热模型实验研究

利用三维动态热模型探讨了高炉内软熔带的形态及形成位置。结果表明，随中心矿焦比降低，能够形成充分发展的倒Ｖ型软熔带。总矿焦比增大时，软熔带顶点位置降低，喷煤比增大则中心软熔层位置逐渐升高，而鼓风富氧率升高时中心软熔层位置逐渐降低。中心加焦法是发展倒Ｖ型软熔带、疏通煤气流和加风强化的有效措施。     

深度还原分离回收含铌铁尾矿中铌和铁的试验研究

以某稀土综合尾矿经磨矿-磁选-浮选处理后的含铌铁尾矿为对象,采用深度还原焙烧的方法分离回收铌和铁,研究还原焙烧条件对铌、铁分离效果的影响。结果表明,还原剂种类对铁回收率的影响较为显著,对铌的分离回收影响相对较小,还原剂为褐煤时铁回收率最高;还原时间的延长、焙烧温度的升高以及助熔剂用量的增加均有利于铌、铁的分离回收;在还原剂褐煤用量为10%、助熔剂用量为15%、还原时间为60min、还原温度为1300℃的条件下可实现含铌铁尾矿中铌、铁的高效分离回收,得到w(TFe)为94.82%的铁精矿,铁回收率为99.53%,同时还得到w(Nb2O5)为0.3519%的铌粗精矿,铌回收率为99.62%。     

模拟焦炭在高炉软融带碳溶反应的研究

分析了国内外常用的几种测定焦炭与CO2反应性的方法，发现用这些方法测得的反应性指标CRI和反应后强度指标CSR对高炉软融带碳溶反应缺乏模拟性．为此，用特制的大型高温反应炉进行模拟高炉软融带碳溶反应条件实验，得出碱对焦炭的碳溶反应具有正催化作用；随着所加碱的质量分数的增加，焦炭的反应性增大，反应后强度略有降低，反应后焦炭的平均粒径略有减小.     

高炉型高钛渣中MnO还原的物理化学

报告了ＭｎＯ３在高炉型高钛渣中的物理化学规律，指出渣中ＭｎＯ的还原应能够独立达到平衡，其平衡分配系数随炉渣碱度升 高而升高，随渣中ＴｉＯ２焦点量升高而下降。平衡时渣中ＭｎＯ的还原率在６０％－７０％之间。     

原矿原煤冶炼--21世纪与高炉竞争的炼铁方式

介绍了俄罗斯液相还原过程－ＲＯＭＥＬＴ的主要特点及现状,主张取消选矿,炼焦,烧结,球团,高炉工序,原矿原煤经破碎直接加入液相还原炉,获得制钢生铁、渣制品及电能。这有利于降低能耗,提高金属回收率及环境保护,预言２１世纪中叶以后将全面代替高炉流程。     

烧结矿和入炉矿配料的优化及实现

在炼铁过程中，合理经济地确定烧结矿和入炉矿的配料问题，具有十分重要的意义，以某钢铁厂为例，从技术要求、经济效益两方面综合考虑高炉配矿的最佳经济性问题。根据LP线性规划法的思路，以生产实践和试验为基础，建立目标函数，确定约束条件，并借助Matlab程序设计语言编制相应的计算程序，实现烧结矿及高炉操作的优化配料。同时用VB编制了具有可视化界面的程序计算高炉物料平衡、热平衡，从而可以直接地判断高炉配矿的合理性。结果表明，LP线性规划法是高炉配矿的有效方法。     

高炉炉缸炭砖脆化层的形成及防止

高炉炉缸炭砖脆化层的形成是危及高炉寿命的重要原因之一。调查表明，脆化层处于环裂缝外侧，环裂缝与热面间炭砖结构致密。脆化层中渗铁量低、孔隙度高、灰分未增加、碳结构的晶面距小。研究指出，脆化层是由于炭砖中的沥青粘结剂炭化后的炭框架氧化所致。为提高炭质耐火材料质量，除采用高温煅烧无烟煤，改进生产工艺外，应开发新型粘结剂。     

人工智能高炉冶炼过程专家系统

为了用现代技术提升传统产业,实现炉况判断自动化和操作标准化,从人工智能、知识工程和模糊数学的理论出发,开发了一个用于高炉各种炉况故障判断与操作指导的综合专家系统.该系统用C Builder实现并与现场生产画面结合,采用菜单操作方式,人-机界面方便灵活.在仿真系统上通过现场生产数据的调试与运行表明,该系统准确可靠,能给出高炉各种故障状态的预报和相应的操作指导.     

On Niobium Reduction in Blast Furnace

The Baotou Iron Ore of China contains very high niobium. This paper reported the results through laboratory and practical experiments on niobium enrichment in blast furnace. The effect of temperature, constituents of slag and silicon content in hot metal on niobium recovery was studied and the results had been verified by blast furnace operation. According to the reaserch, a comprehensive extraction process that extraction combines with ore dressing and with pyro--hydro-metallurgy should be adopted for Baotou niobium resource which is difficult to concentrating. The methods of increase in niobium recovey were also suggested in this paper.     

高炉矿渣的处理和利用

随着我国钢铁工业的发展，高炉矿渣排放量日益增多，在浪费大量人力物力的同时也污染了环境。阐述了高炉矿渣的分类及主要成分，本着综合利用的原则，详细介绍了各种高炉矿渣的综合利用途径及工艺。     

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。     

铁屑法与瓦斯泥＋铁屑法预处理焦化废水

用铁屑法、瓦斯泥＋铁屑法对焦化废水进行预处理,测定了两种方法在不同处理时间、pH值、物质用量的情况下,焦化废水中化学需氧量（COD）的去除率。结果表明：在瓦斯泥中加入铁屑对焦化废水中COD的去除率明显高于瓦斯泥法。处理时间、pH对瓦斯泥＋铁屑法的去除效率影响较大,pH及在处理30min以后的处理时间对瓦斯泥法的去除效率影响较小;焦化废水中COD的去除率随加入的瓦斯泥、瓦斯泥＋铁屑量的增加而增加,但增加率却逐渐降低。     

高炉块状区物料可视化监测的前期研究

提出使用电容断层成象技术对高炉内部块状区物料分布形态进行可视化监测,论述了该项技术实现的可行性,报道了研究的一些前期成果,包括验证矿石与焦炭介电性能差异的实验,适于高炉成象系统的电容传感器测量电路的设计以及冷态下矿石与焦炭简单分布的成象实验·这些成果的取得,为高炉成象的进一步的深入研究奠定了基础·     

高炉喷吹铁矿粉工业性试验结果分析

对鞍钢１０５０ｍ＾３高炉喷吹铁矿粉的工业性试验结果进行了分析。由于矿粉中氧化铁的氧化作用在喷矿近１０ｋｇ／ｔ条件下，生铁Ｓｉ含量由０．６３１％降至０．５８４％；硅氧化放热与铁矿粉分解及还原吸热大体相抵，所以喷吹后焦比未见升高。