以含鐵海砂為原料的含碳球團直接還原研究

以含鐵海砂為原料的含碳球團直接還原研究

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1、重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文以含鐵海砂為原料的含碳球團直接還原研究姓名:沈維華申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):冶金工程指導(dǎo)教師:朱子宗2010-05重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要隨著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展,富礦資源日益枯竭,而鐵礦資源需求量卻日益增加,從而導(dǎo)致鐵礦價格不斷飆升,鋼鐵企業(yè)面臨著巨大的經(jīng)濟壓力。產(chǎn)自新西蘭近海灘的海砂資源儲量豐富,價格低廉,來源也較穩(wěn)定,但是由于其釩鈦含量較高,粒度較粗,結(jié)構(gòu)致密,硬度、熔點較高等原因,還未能大規(guī)模的應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)。本文旨在對海砂造含碳球團并直接還原進行實驗室基礎(chǔ)研究,探索海砂直接還原

2、的特點、規(guī)律,得出了海砂造含碳球團以及直接還原的最佳工藝參數(shù),并在此基礎(chǔ)上提出了綜合利用海砂資源的工藝流程方案,為大規(guī)模開發(fā)利用這類鐵礦砂提供依據(jù)。針對海砂成球性差難以造球的物化特性,采取了球磨預(yù)處理和選用合理粘接劑的兩項措施來改善海砂所造球團的質(zhì)量。球磨預(yù)處理實驗得出海砂最佳球磨預(yù)處理時間為60分鐘,再增加球磨時間,球磨效率將大幅下降。造球?qū)嶒灥贸鲎顑?yōu)造球工藝參數(shù),即采用(水玻璃+鈉基優(yōu)質(zhì)膨潤土)復(fù)合粘接劑,其配加量為4.0%+1.0%,海砂原料粒度組成為(-300目=30%,300目~200目=40%,

3、+200目=30%)。在該條件下所造球團能夠滿足豎爐與固定床對球團的性能要求。在含碳球團的直接還原中,以最佳造球工藝參數(shù)所造的球團為原料,采用單因素實驗與正交設(shè)計實驗來考察還原溫度、配碳量、還原時間對含碳球團直接還原的影響。而不考慮還原氣氛對還原的影響,這是由于含碳球團的還原是依靠自身煤粉還原的自還原反應(yīng),其還原速度主要是由自還原速度決定的,其在還原過程中能夠抑制外在氣氛對球團還原的影響。通過實驗研究得出了影響含碳球團直接還原指標(biāo)的因素依次為:C/O摩爾比>還原溫度>還原時間,并確定出了最優(yōu)還原參數(shù),即溫度

4、控制在1300℃,C/O摩爾比控制在1.2,還原時間為30min。該條件下直接還原鐵金屬化率達到94.01%。在對實驗生產(chǎn)的直接還原鐵的掃描電鏡和礦相分析中發(fā)現(xiàn):溫度達到1300℃時,球團中鐵相發(fā)生聚集,形成大片的鐵連晶,與脈石分離效果良好,并且鈦鐵也發(fā)生顯著分離現(xiàn)象,低于這個溫度時,鐵相呈斑點狀分布,未形成大面積鐵連晶,鈦元素仍較大程度的嵌布在鐵元素中,球團中的鈦元素大部分已經(jīng)還原為TiC、TiN。最后,在實驗室實驗研究的基礎(chǔ)上,提出了海砂造含碳球團→直接還原→磁選分離鐵粉和高釩鈦脈石,綜合合理利用海砂資

5、源的工藝流程方案。關(guān)鍵詞:海砂,釩鈦鐵礦砂,含碳球團,直接還原I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要ABSTRACTWithdevelopmentoftheironandsteelindustry,richoreresourcesaredepleted,andthedemandofironorehasincreasedmoreandmore,resultinginsoaringtheironoreprice.Steelcompaniesarefacinghugefinancialpressure.Seasandir

6、onoreisfromthebeachofNewZealandwhichisresource-richandlowcost,sourcesaremorestable,butduetoitshighcontentofvanadiumandtitanium,coarsegrainsize,compactstructure,hardness,highmeltingpointandotherreasons,ithasnotbeenlargelyusedinsteelmaking.Thisarticleaimstor

7、esearchproducingcarbon-containingpelletswithseasandironorebydirectreductiontoexplorethecharacteristicsofdirectreductionofseasandironore,togettheoptimumparametersofseasandironoreinmakingthecarbon-containingpelletsanditsdirectreduction,andtoputforwardaprogra

8、mofcomprehensiveutilizationofseasandironoreresourcetoprovidethebasistheoryoflargelyuseofsuchironore.Forbadballingofseasandironore,takingtwomeasuresofball-millingpretreatedandreasonableadhesivetoimprovethequal

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