菱铁矿熔融还原配料优化及半工业化试验探索

发布时间：2023-04-22 21:38

　　随着中国经济的快速发展，铁矿等不可再生资源日益短缺，提高贫矿的高效利用变得愈发重要。我国菱铁矿储量较大，但品位较低，选矿困难，无法用于高炉炼铁，致使菱铁矿开采利用率很低，探索一条高效利用菱铁矿炼铁的新途径意义重大。低温直接还原炼铁和高温熔融还原炼铁是当前非高炉炼铁的两种主要工艺，本文拟将两种工艺结合到一起，通过改造悬浮预热预分解新型干法水泥回转窑系统，实现低温预还原-高温熔融还原的炼铁新工艺。 本文选用新疆菱铁矿为原料，系统研究了熔融还原炼铁的影响因素和反应规律。结合相图提出了碱度、石灰系数和铝硅比等配料率值，从理论上指导了不同配料下的熔融还原炼铁实验。研究了石灰石、氟化钙等助熔剂对熔融还原温度、铁收得率、渣铁分离效果的影响规律，研究了不同助熔剂掺加量对高温熔体软化温度、半球温度、流动温度的影响规律，研究了不同配料对渣矿物成分的影响规律。在实验室研究的基础上，对现场炼铁工艺和设备进行了优化改造，进行了菱铁矿炼铁新工艺半工业化试验。 实验结果表明，随着还原温度的升高，渣铁分离效果更加明显，在1550℃时铁的收得率达到最大值。随着保温时间的增加，铁收得率呈增加趋势，当保温时间超过90min...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 我国铁矿资源利用现状
        1.1.2 现有炼铁工艺发展现状
    1.2 我国难选菱铁矿的综合利用现状
        1.2.1 我国难选菱铁矿资源分布
        1.2.2 难选菱铁矿的性质及利用现状
    1.3 当前高炉炼铁工艺配料
        1.3.1 高炉炼铁配料原则及方法
        1.3.2 高炉炼铁配料参数的确定
    1.4 渣高温性能的研究现状
        1.4.1 渣高温性能对炼铁影响的研究
        1.4.2 渣成份对其高温性能影响的研究
        1.4.3 造渣剂对渣高温性能影响的研究
    1.5 回转窑炼铁研究现状
    1.6 本课题研究的目的及意义
    1.7 本课题研究内容及技术路线
        1.7.1 研究内容
        1.7.2 研究路线
2 原料分析及试验方法
    2.1 试验原料分析
    2.2 试验方法及设备
        2.2.1 实验室熔融还原试验
        2.2.2 菱铁矿高温熔化特性试验
        2.2.3 检测设备
3 菱铁矿熔融还原配料计算
    3.1 配料率值的提出
        3.1.1 配料依据
        3.1.2 还原剂用量
        3.1.3 碱度
        3.1.4 石灰系数
        3.1.5 铝硅比
    3.2 配料计算
        3.2.1 菱铁矿用量计算
        3.2.2 石灰石用量计算
    3.4 小结
4 菱铁矿熔融还原实验研究
    4.1 不同还原条件对菱铁矿熔融还原的影响
        4.1.1 不同温度对菱铁矿熔融还原的影响
        4.1.2 不同保温时间对菱铁矿熔融还原的影响
    4.2 造渣剂石灰石对菱铁矿熔融还原的影响
        4.2.1 石灰石在熔融炼铁造渣过程中的作用
        4.2.2 石灰石对铁收得率的影响
        4.2.3 石灰石对渣铁分离效果的影响
        4.2.4 石灰石对渣矿物组成及活性的影响
    4.3 助熔剂氟化钙对熔融还原的影响
    4.4 小结
5 菱铁矿熔化性能的影响研究
    5.1 高温熔体熔化性能测试方法
    5.2 碱度对铁矿粉高温熔化温度的影响
    5.3 氟化钙对菱铁矿高温熔化温度的影响
    5.4 氧化硼对菱铁矿高温熔化温度的影响
    5.5 小结
6 半工业化试验探索
    6.1 炼铁新工艺还原原理及半工业化试验内容
    6.2 炼铁新工艺反应过程
    6.3 热平衡计算
        6.3.1 碳素平衡计算
        6.3.2 鼓风量计算
        6.3.3 收入热量计算
        6.3.4 支出热量计算
        6.3.5 热量平衡
    6.4 半工业化探索性试验结果分析及工艺设备的改进和优化
        6.4.1 半工业化探索性试验及结果
        6.4.2 半工业化试验工艺改进
    6.5 半工业化试验结果预期
    6.6 小结
7 结论
致谢
参考文献
附录 硕士研究生学习阶段科研成果



本文编号：3798443