釩鈦鐵精礦多層含碳球團(tuán)轉(zhuǎn)底爐內(nèi)直接還原工藝研究.pdf

1、雖然轉(zhuǎn)底爐直接還原鐵礦石工藝已在個(gè)別鋼廠得到成功應(yīng)用，但其流程中始終存在能量利用效率低的問(wèn)題，具體原因?yàn)檗D(zhuǎn)底爐煙氣與爐料之間幾乎沒有對(duì)流傳熱，煙氣從高溫爐膛直接進(jìn)入煙道。能量主要靠輻射傳熱由上向下傳遞至料層，傳熱效率低，只能進(jìn)行薄料層操作。
　　本文以攀枝花釩鈦鐵精礦為對(duì)象，以改進(jìn)轉(zhuǎn)底爐直接還原工藝為目的，分別通過(guò)CFD軟件模擬、多層含碳球團(tuán)還原及球團(tuán)強(qiáng)化還原方法進(jìn)行了研究。
　　通過(guò)軟件對(duì)爐內(nèi)溫度場(chǎng)和流場(chǎng)模擬可知，在本模擬

2、的工況中α=15°時(shí)的溫度場(chǎng)更適宜多層布料條件下轉(zhuǎn)底爐快速加熱的要求。
　　在氬氣保護(hù)條件下進(jìn)行熱分析實(shí)驗(yàn)，得到硅鐵強(qiáng)化含碳釩鈦鐵精礦碳熱還原機(jī)理：
　　1）當(dāng)T<1148K時(shí)，硅鐵對(duì)含碳鐵精礦的還原基本沒有影響；
　　2）當(dāng)1148K　　3）當(dāng)1423K

3、主要發(fā)生硅熱還原反應(yīng)Si+4FeTiO3=2Fe+2FeTi2O5+SiO2，反應(yīng)生成的FeTi2O5隨即被進(jìn)一步還原Si+2FeTi2O5=2Fe+4TiO2+SiO2；
　　4）當(dāng)1560K　　利用實(shí)驗(yàn)室自制轉(zhuǎn)底爐模擬設(shè)備在完全燃燒氣氛下進(jìn)行等徑多層球團(tuán)還原實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，

4、溫度及氣氛對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響最大，溫度越高，球團(tuán)還原反應(yīng)越快，CO2在氣氛中所占比例越高，還原后球團(tuán)越易發(fā)生二次氧化。由于多層球團(tuán)的還原不同步，球團(tuán)平均金屬化率會(huì)隨著還原溫度的升高而增高；隨著還原時(shí)間的延長(zhǎng)出現(xiàn)先增高后降低的現(xiàn)象。因?yàn)楦邷責(zé)煔庀虿煌驅(qū)觽鳠崴俾什煌胶瓦€原后期表層球團(tuán)發(fā)生二次氧化，故存在取得最大金屬化率的最佳還原時(shí)間，在本實(shí)驗(yàn)中為25min。
　　利用實(shí)驗(yàn)室三段式還原爐設(shè)備在氬氣保護(hù)下進(jìn)行強(qiáng)化多層球團(tuán)同步還原實(shí)驗(yàn)，結(jié)