含碳球团生产工艺参数优化及固结机理研究.pdf

V01．9 第9卷增刊1 过程工程学报 Sup#．No．I The 2009年6月 ChineseJournalofProcess June2009 Engineering 含碳球团生产工艺参数优化及固结机理研究 张旭， 张建良， 郭豪， 刘征建， 柏凌 (北京科技大学冶金与生态工程学院，北京1000s3) 摘要：实验研究了含碳球团高温自还原特性，考察了焙烧温度、C／O、焙烧时间等工艺参数对含碳球团还原后金属 化率和强度指标的影响，利用XRD和SEM显微分析研究了球团还原过程和固结机理．正交实验结果表明，焙烧温度 rain 是影响两项指标的最重要因素，C／O次之，焙烧时间的影响不显著．在焙烧温度1350℃、C／O比1．15、焙烧时间25 N． 的最佳工艺条件下，金属化率最高为85．33％，球团的抗压强度达到2248 关键词：含碳球团；转底炉；金属化率；抗压强度 中图分类号：TF04 文献标识码：A 文章编号：1009--606X(2009)S1-0025-06 限制了在不同工艺中的使用效果．目前，针对含碳球团 1 前言 的研究主要集中在金属化率、还原度等工艺参数指标方 长期以来非高炉炼铁工艺一直得到众多国内外冶 面，而忽视了对产品质量指标的综合评测p¨． 金工作者的重视，研究者也在不断探索新的工艺方法． 本研究作为应用转底炉生产金属化球团的基础研 气基直接还原工艺虽然具有生产效率高、生产规模大、 究，在密闭弱氧化气氛条件下，研究了焙烧温度、煤粉 能耗低等优点，但是必须以一次能源天然气为还原剂， 配加量和焙烧时间等单因素对含碳球团金属化率和强 因此该工艺的发展受到资源条件的限制；而煤基直接还 度两个性能指标的影响，采用正交分析方法确定了最佳 原法以煤粉作为还原剂，较好的解决了气基法的不足． 的工艺条件【8l，并结合球团还原过程的机理进行分析， 从能源资源合理利用方面考虑，煤基法生产直接还原铁 为综合评价金属化球团质量以及工业化实验的应用与 比较适合我国资源分布特点【l-3】．转底炉煤基直接还原 推广提供理论依据． 工艺是近年来备受关注的炼铁新工艺之一【4】，该流程能 2 实验 够以煤代焦还原铁矿粉，通过铁精矿或含铁粉料配加一 定量煤粉制成球团装入转底炉进行高温还原焙烧，进而 2．1原料 得到金属化产品．金属化产品可以应用到转炉、电炉等 实验所用铁矿原料是产于云南地区的一种赤铁矿， 工艺中，替代部分废钢，也可作为高炉原料替代部分烧 化学成分见表1，粒度组成见表2．还原剂煤粉也是当地 结矿和球团矿，其中球团金属化率的高低和强度的好坏 的一种低挥发分无烟煤，工业分析结果见表3． 表2铁矿粉粒度组成 iron Table2 Particlesizedistributionof or