碱金属对铁氧化物气-固还原行为的影响

利用热重分析的方法研究了Fe2O3在竖式电阻炉内被CO/CO2混合气体还原,Na2O对其还原行为的影响,共设计了4个成分,分别为纯Fe2O3、Fe2O3-1%Na2O、Fe2O3-3%Na2O和Fe2O3-5%Na2O。在还原过程中由于还原失氧引起的试验小饼失重量被实时记录下来,根据这些数据可以计算出还原反应速率以及化学反应的速率常数,以此来判断Na2O对Fe2O3还原性的影响。同时利用扫描电镜观察了还原后试样的微观形貌变化。研究发现:Na2O的存在将阻碍Fe2O3的还原。通过对还原后小饼的显微形貌观察,结合FeO-Na2O二元相图,发现这种负面影响主要是由于在还原过程中产生液相引起的。另外,还检测了还原前后试验小饼的孔隙率和体积变化。检测结果确认:还原后含Na2O的试验小饼的孔隙率和体积都有所下降。分析认为这种现象同样归因于还原过程中液相的产生。

烧结矿气-固还原过程的矿物组成和显微结构变化

利用热重分析方法研究了烧结矿与CO气体的气-固还原反应特征,重点考察了反应的不同阶段烧结矿矿物组成和显微结构的变化以及还原过程烧结矿孔隙率的变化。研究发现:由于烧结矿内矿物组成的改变,随着还原度的增加,烧结矿还原速率逐渐减缓。还原前期主要发生赤铁矿→磁铁矿和铁酸钙→磁铁矿的转变,并且赤铁矿的还原速率要高于铁酸钙。当还原度达到70%时,烧结矿内的赤铁矿、铁酸钙和磁铁矿全部被还原为浮士体和金属铁;根据还原过程烧结矿内部结构和孔隙率的变化,发现还原过程中试样的孔隙率由原来的12.43%增加至53.44%,其中大部分的增加量集中在反应的前期。另外,发现存在微气孔的区域更有利于烧结矿的还原。

钢渣替代烧结白灰的试验

钢渣中含有大量能够循环利用的钙、铁、镁等成分,替代熔剂用于烧结过程是钢渣循环利用的重要途径之一。为提高钢渣在烧结过程中的使用比例,回收利用钢渣中的有用成分,采用XRD、矿相显微镜、微型烧结装置和烧结杯装置对某钢厂转炉钢渣进行了替代烧结白灰的试验研究。结果表明,钢渣的矿物组成主要是RO相(MgO、FeO和MnO的固溶体)、硅酸二钙、硅酸三钙等;钢渣作为熔剂用于烧结能够促进液相生成,提高液相流动性;钢渣搭配优质白灰替代部分低质白灰能够提高烧结矿的成品率和平均粒径,降低固体燃耗。