转炉溅渣层炉渣的分熔现象

在实验室热模拟条件下，研究了转炉冶炼升温过程中粘附在炉衬上的溅渣层炉渣的物理化学变化。当温度达到１ ３５０～１ ３８０ ℃时，首次观察到溅渣层炉渣的分熔现象。实验过程中渣样重量、渣中ＴＦｅ 含量及岩相组成三方面的变化情况证实了这一现象的存在。研究这一现象为正确制定炉渣调整工艺，进一步提高炉衬寿命及了解溅渣层在冶炼过程中的变化提供了理论依据。

基于分熔理论的溅渣护炉炉渣调整技术

论述了炉渣分熔特性及其与溅渣层蚀损机理的关系 ,指出溅渣层蚀损的不同机理及其影响因素 ,提出了基于分熔特性的炉渣调整方法。

合金的熔点不一定比其组分熔点低

合金的熔点不一定比其组分熔点低山东章丘市第四中学（２５０２００）李承刚金属与金属或金属与某些非金属经过熔合而成的具有金属特征的物质叫做合金。它在工业生产中应用极为广泛。然而合金的熔点一定比其组分的熔点低吗？实事不然，根据合金的结构不同，合金可分三种类...

铜渣金属化球团熔分试验研究

阐述了铜渣经煤基氢冶金回转窑还原成金属化球团后,在直接还原料、磨选铁精粉和铁精粉造球三种条件下进行熔分试验。对比三次熔分试验结果发现,煤基氢冶金回转窑还原成的金属化球团经破碎、磨粉、磁选为铁精粉后冷压造球再熔分,其冷压球强度和粒度适合熔分炉要求,极大减少了炉渣量,可持续进行熔分,从而提高了熔分效率。

80 kVA交流电炉熔分铜渣选尾料金属化球团 提取铁合金

铜渣选尾料是铜冶炼炉渣经过选矿工艺处理后产出的尾料,其中赋存丰富的Fe、Ni、Cu、Cr等有价金属。以回转窑还原焙烧后得到的铜渣选尾料金属化球团为研究对象,采用80 kVA交流电炉进行熔分实验,研究了额定工况下还原剂、助熔剂、沉降时间等不同工艺条件对Fe、Ni、Cu等金属回收率的影响,以及金属化球团熔分过程主要元素的迁移规律。结果表明,经回转窑还原得到的铜渣选尾料金属化球团在1530℃、熔剂率18%、沉降时间30 min工艺条件下进行电炉熔分可有效回收铁、铜等有价金属,获得高品位铁合金产品,Fe回收率达95%以上,镍、铜回收率分别达到38%和71%。元素走向分析表明,S、Pb、As等杂质元素会不同程度进入合金。

铜渣转底炉直接还原磁选与熔分工艺比较

以国内某典型铜渣为研究对象,进行转底炉直接还原-磁选工艺与转底炉直接还原-燃气熔分工艺的对比研究。首先通过基础试验确定最佳的反应参数,在此基础上进行中试扩大试验,并揭示铜渣转底炉直接还原过程机理,最后对它们的能耗进行计算与对比分析。研究结果表明:经过转底炉直接还原,铜渣中的铁橄榄石Fe_2SiO_4和磁铁矿Fe_3O_4相转变为含有金属铁Fe、二氧化硅SiO_2和少量辉石相Ca(Fe,Mg)Si_2O_6的金属化球团,铁颗粒聚集长大形成铁连晶,具备通过磨选或熔分进行进一步富集的条件。金属化球团通过磨选工艺获得的金属铁粉TFe品位为91.12%,铁回收率为86.36%,通过燃气熔分工艺获得的铁水TFe品位为94.93%,铁回收率为97.52%。转底炉直接还原-燃气熔分工艺能耗比转底炉直接还原-磨选工艺的高约30%。

红土镍矿转底炉预还原-电炉熔分制取镍铁合金

对某红土镍矿采用转底炉预还原-电炉熔分工艺制取镍铁合金进行研究。实验结果表明:根据矿石性质,选择合适的渣型为SiO2-MgO-CaO-FeO四元渣系,在熔剂石灰配比为25%,还原剂配比为3.5%,预还原温度为1 150℃,预还原时间为30 min,电炉熔分温度为1 450℃,熔分时间为15 min的条件下,经转底炉预还原-电炉熔分后,获得镍质量分数为8.68%、镍回收率97.62%、铁质量分数为86.23%的镍铁合金,该合金可用作不锈钢生产原料。

熔分过程中铌、磷在渣铁两相间的分配比

以白云鄂博铌精矿经预还原后在电炉内熔分所形成的渣铁体系为研究对象,通过实验考察了熔分过程中铌、磷在渣铁两相间分配比的变化规律.结果表明,在本实验条件下,铌、磷的分配比随铁液中碳质量分数的增加而减小,当碳达到饱和时,铌氧化物会在渣铁界面处被还原为碳化铌,熔分终点w[C]应控制在3.42%以下;铌、磷的分配比随温度升高而减小,熔分温度可控制在1 450℃左右;铌、磷的分配比随渣中FeO质量分数的增加而增大,熔分终点w(FeO)应控制在5.85%左右;铌、磷的分配比随熔渣光学碱度的升高而增大,添加MgO可明显降低磷的分配比.

红格矿深还原—熔分过程及钒、铬走向的研究

深还原—熔分固相还原后的金属化球团生产钒铬生铁是利用红格矿的途径之一.由于V2O5与Cr2O3的赋存、分布以及冶炼过程中的走向基本一致,综合回收利用二者可一起考虑.为了提高钒、铬回收率,实现钛和铁的有效分离,通过单因素试验考察了在氩气保护下,配料的碱度、深还原—熔分温度和配碳量对熔分过程和钒、铬走向的影响.结果表明,当熔渣碱度为1.2,配碳量为0.5%,熔分时间为15 min,熔分温度为1 610℃时,渣铁的分离效果较好,且有利于钒、铬熔于铁相.

熔分深还原电炉炉衬侵蚀原因分析及提高炉龄措施

对熔分深还原电炉冶炼钒钛磁铁矿金属化球团过程中炉衬、出铁口及出渣口等部位耐火材料的侵蚀情况作了简要介绍,并对侵蚀原因进行了深入分析,认为高温、渣中氧化物对砖衬的化学侵蚀、渣铁的物理冲刷作用等是造成熔分深还原电炉耐火材料侵蚀严重的主要原因。针对熔分深还原电炉实际情况,提出了防止金属化球团氧化、控制冶炼温度、对炉衬进行热喷补是目前三种行之有效的提高熔分电炉炉龄的措施。

钒钛磁铁矿金属化球团熔分及TiO_2富集试验研究

在实验室条件下模拟了钒钛磁铁矿金属化球团的熔分,讨论了不同碱度、熔分温度及配碳比对熔分效果、TiO2富集效果的影响。实验结果表明,当碱度为1.4、熔分温度为1 500℃、配碳比为1.2时,金属化球团的熔分效果较好,TiO2富集效果最佳,获得了TiO2含量为49.2%的富钛渣。

工业硅造渣提纯中硅与渣的熔分研究

为了实现工业硅造渣除杂过程中硅与渣料在炉内高温状态下的分开排放,选用特制除硼渣料及冶金级硅粉在高温电阻炉中进行了硅与渣的熔分研究。考察了熔化温度、保温时间、硅液出炉温度、炉内气氛以及内衬材料对硅与渣分离的影响。结果发现:在高于硅和渣熔点较多的温度下,两者可依靠密度差及不同的表面张力实现一定程度的分离;延长保温时间有利于硅液中杂质的去除及硅和渣的充分分离;出炉温度较低,有利于硅液在凝固过程中杂质的富集;炉内应处于还原或惰性气体状态以避免硅的氧化;炉内坩埚材料应为石英质,以防止坩埚与硅发生反应。

高钛金属化球团熔分用电炉炉衬材质探讨

针对攀钢高钛金属化球团熔分用电炉的工况条件,选择炭砖及七种含碳耐火材料作为研究对象,借助热力学计算和动态抗渣试验探讨应用这些材料的可行性。结果表明,在不考虑氧化的前提下镁质或铝质耐火材料中引入高含量C和SiC组分有利于提高其抗熔分渣侵蚀能力;综合考虑认为,引入高SiC含量的镁碳化硅碳材料或铝碳化硅碳材料是高钛金属化球团熔分用电炉炉衬的最佳候选。

铜渣还原-熔分过程中砷的行为特征

对铜渣直接还原和高温熔分过程中砷的行为特性进行了研究。结果表明,直接还原过程中,砷脱除率较低,只有26.0%左右,升高温度、提高配碳量和炉料碱度均不利于砷的脱除,而延长还原时间可促进砷的脱除。在保证球团金属化率的基础上,在还原温度1300℃、C/O比1.2、碱度0.6、还原时间30 min的最优条件下,还原后球团内砷含量最低为0.073%。高温熔分过程中,砷元素富集进入铁相,少部分进入渣相,在保温温度1455℃、CaO添加量4%、CaF2添加量1%、保温时间30 min时,铁相中砷含量为0.082%。

用综合加权评分法优化高铬型钒钛矿电热熔分工艺

以气基竖炉还原得到的金属化率为95%的高铬型钒钛磁铁矿球团为原料,在高频感应炉内进行电热熔分深度还原.设计了三因素三水平正交试验,重点考察熔分温度、熔分时间及二元碱度对熔分效果的影响,并运用综合加权评分法对试验结果进行分析,发现熔分后可获得含钒、铬铁块和高钛渣.适宜的高铬型钒钛磁铁矿电热熔分参数为:二元碱度1.1,熔分温度1 650℃,熔分时间45 min.对熔分综合指标影响大小依次为二元碱度>熔分温度>熔分时间.另外,分析二元碱度对熔分效果的影响规律及作用机理可知,随碱度增大,铁、钒、铬及钛的收得率呈先上升后下降的趋势,在二元碱度为1.1时,高铬型钒钛矿熔分效果最好.

钒钛磁铁矿金属化还原-选分-电热熔分新工艺

针对攀枝花钒钛磁铁矿进行了金属化还原-选分-电热炉熔分实验,考察了磁场强度、还原温度、还原时间、配碳比、还原煤粒度对金属化还原及磁选分离效果的影响.实验结果表明,当磁场强度50 mT、还原温度1 350℃、还原时间60 min、配碳比1.0、还原煤粒度为-75μm时,金属化还原后产物及磁选分离磁性物质、非磁性物质的各项指标最佳,进一步进行电热炉熔分可实现铁钒分离.新工艺达到铁钒钛资源高效分离要求,铁钒钛收得率分别为95.07%,71.60%和80.08%.

基于气基直接还原-熔分的硼铁矿高效利用新工艺

实验室条件下,以含硼铁精矿为原料制备氧化球团,对含硼铁精矿气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺进行了研究.结果表明,含硼铁精矿是良好的造球原料,1 200℃下焙烧20 min后,成品球团抗压强度可达2 500 N以上,满足气基竖炉直接还原工艺要求.在H2与CO体积比大于2/5且温度在850~1 000℃条件下,含硼铁精矿氧化球团还原率达到95%的时间为15~60 min,还原膨胀率不高于15%.在高温下电热熔化DRI后硼和铁可以高效分离,硼、铁收得率均可达到98%以上,富硼渣中B2O3的质量分数在21%以上,活性可达89%左右,是“一步法”生产硼酸的优良原料.含硼铁精矿气基竖炉直接还原电炉熔分新工艺可以实现硼铁高效分离和清洁利用.

钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验及渣相分析

通过单因素试验考察了熔分温度、熔分时间和球团碱度对钒钛磁铁矿金属化球团熔分效果的影响,利用Factsage软件计算了不同碱度配比下的渣系三元相图,并结合XRD分析了熔分渣系特点,解释钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分过程。结果表明,适当提高熔分温度、熔分时间和球团碱度有利于渣铁分离,但球团碱度超过1.0后,由于三元渣系组成移动到了高温区,使熔渣熔化性温度升高;熔分时间超过40min后,渣系中TiN逐渐增多,增加了熔渣的黏度,不利于渣铁分离。金属化球团熔分还原的最优条件为熔分温度1 550℃、球团碱度R=1.0、熔分时间40min。

含碳球团的低温熔分

根据低nC/nO含碳球团直接还原-低温熔分工艺制备粒铁的技术思想,进行了低nC/nO含碳球团低温条件下的熔分实验研究.实验结果表明,1 300℃,nC/nO为0.8的含碳球团,还原熔分时间为55 min时,得到的铁粒中存有少量熔渣2FeO.SiO2;60 min时渣铁则完全分离,铁粒中几乎没有熔渣存在.nC/nO为0.8和0.85的含碳球团还原后渣相FeO质量分数较高,熔点较低,易于渣铁熔化分离.nC/nO为0.9的含碳球团渣相FeO的质量分数较低,熔点较高,需要较长时间或在较高温度下才能进行渣铁分离.在1 320℃,nC/nO为0.8,还原熔分时间为60 min时,铁的收得率可达86.1%以上,铁粒中金属铁的质量分数约为94.8%.

低配碳含碳球团组分对低温熔分性能的影响

根据低配碳直接还原—低温熔分工艺制备粒铁的技术思想,考察了渣相成分对熔分开始时间及熔分后铁收得率的影响.试验结果表明,随着CaO添加量的增加,球团熔分开始时间先减小后增加.当CaO添加量为2.0%时,熔分开始时间最短.n(C)/n(O)为0.8时,渣相熔点较低,流动性较好,有利于渣铁分离.综合考虑熔分时间、铁收得率及能耗等,实验室条件下的最佳工艺参数为n(C)/n(O)=0.8,CaO添加量为2.0%,反应时间40 min(熔分开始时间30 min+熔分时间10 min).该条件下铁收得率约为85%,铁粒中铁含量约为94%,金属化率达95%以上,可作为优质的电炉炼钢原料.