钒钛磁铁矿含碳热压块新型高炉炉料研究

发布时间：2020-06-24 11:12

【摘要】：钒钛磁铁矿作为一种富含铁、钒、钛等多种有价组元的特色冶金资源,具有极高的综合利用价值,其广泛分布于我国的四川攀西、河北承德以及安徽马鞍山等地区。近六十年来,随着冶金工作者们对钒钛磁铁矿资源研究的不断深入,我国高炉冶炼钒钛磁铁矿技术取得了巨大进步。然而,由于钒钛磁铁矿自身“贫”、“细”、“散”、杂”的特点,使得其造块难度大(烧结、球团),高炉冶炼过程核心技术指标低,如高炉利用系数低,焦比高等等,因此开发钒钛磁铁矿新型高炉炉料十分必要。含碳热压块作为一种新型的炼铁原料,由于其具备着高温强度高,还原性能好以及原料适应性强等优点,已成为冶金工作者们关注和研究的热点之一。基于此,本文提出了钒钛磁铁矿含碳热压块这一新型高炉炉料的制备,考察了热压制备过程中热压温度、配碳比、煤粉粒度和矿粉粒度对其抗压强度的影响规律,确定了热处理过程中合理的热处理温度和时间;考察了其基础冶金性能,包括低温还原粉化性能、还原膨胀性能以及还原性能;在以上基础上,进一步研究了钒钛热压块添加量对综合炉料熔滴性能的影响,考察不同添加比例下,滴落初铁中V、Cr的含量及收得率,最终确定合理的添加比例范围。主要得出以下结论:(1)钒钛磁铁矿含碳热压块热压制备过程中,在低温区(100～300℃)热压温度作用最显著,其次分别为煤粉粒度、矿粉粒度和配碳比,其最佳参数水平为热压温度300℃,配碳比1.6,煤粉粒度-200目,矿粉粒度-200目;在高温区(300～500℃),矿粉粒度作用最显著,其次分别为热压温度、配碳比和煤粉粒度,其最佳参数水平为热压温度450℃,配碳比1.8,煤粉粒度-150目,矿粉粒度-150目。综合考虑,确定优化后的热压参数为:热压温度200℃,配碳比1.6,煤粉和矿粉均为-200目,在优化后的参数条件下压制的钒钛矿热压块强度为1071N/个。(2)钒钛磁铁矿含碳热压块最佳热处理参数为:热处理温度650℃,热处理时间5h。热处理后的热压块强度为2620N/个,热处理过程失重率达到7.76%,其强度满足如炉冶炼要求。(3)钒钛磁铁矿含碳热压块具备良好的冶金性能,其还原粉化率RDI+3.15为99.34%,还原膨胀指数RSI为-2.16%,还原性能优于钒钛球团矿。因此,钒钛热压块冶金性能总体上由于传统的钒钛烧结矿和钒钛球团矿,符合高炉冶炼对炉料质量的要求。(4)综合炉料的熔滴试验结果显示,随着综合炉料中含碳热压块加入量的增加,综合炉料的软化温度区间逐渐变宽,从146.1℃增至266.1℃;综合炉料的熔化温度区间先收窄后变宽,当热压块的添加比例为20%时,熔化区间最窄,为129.5℃;随着含碳热压块加入,综合炉料的透气性能明显改善,综合炉料的滴落率先增加后下降,热压块添加比例为10%时滴落率最高,达72.4%;初铁中的V、Cr含量及其收得率均呈现先降低后升高的趋势,当热压块的添加比例为25%时,V、Cr含量及其收得率达到最大值,二者的含量分别为0.101%和0.137%,二者的收得率分别为14.55%和28.16%。综合考虑,综合炉料中含碳热压块的添加比例应控制在10%～25%,最佳添加比例为20%。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF53
【图文】：

含碳球团,炉内温度,配比,高炉炉料

图２．１０使用含碳复合炉料对高炉操作参数的影响逡逑Ｆｉｇ．邋２．８邋Ｅｆｆｅｃｔｓ邋ｏｆ邋ＣＣＢ邋ｃｈａｒｇｉｎｇ邋ｒａｔｉｏ邋ｏｎ邋ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ逡逑基于以上的研究，本课题提出了将热压含碳球团技术运用于钒钛磁铁矿新逡逑型高炉炉料的制备过程，并就钒钛热压块的基础冶金性能展开相关的研究，具逡逑体的展望包括以下几点：其一，热压含碳球团具有良好的冷态以及高温强度，逡逑而现阶段钒钛烧结矿和球团，由于其在制备过程中内部生成了大量的钙钛矿，逡逑使得其极易粉化破碎，因此钒钛热压块将改善传统钒钛矿高炉炉料的强度，进逡逑而降低炉料在高炉内的破碎粉化，改善高炉料柱的透气性，提高高炉的冶炼效逡逑率；其二，从降低能耗的角度来看，相较于传统钒钛矿的造块过程，无论是烧逡逑－２４－逡逑

形貌,钒钛磁铁矿,热压块,钒钛

３．３．１试验设备逡逑实验过程使用的设备包括制样装置、加热炉、热压装置以及强度检测装置，逡逑实验过程所用的热压装置见图３．２邋（ａ）所示，得到的钒钛热压块形貌见图３．３逡逑所示，３．２邋（ｂ）所示为钒钛热压块抗压强度检测装置。逡逑－３０－逡逑

【相似文献】