铁水除碳吹碳和氧气反应方程式管用吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-11-05 10:55 标签： 碳加氧气的化学方程式
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第一章 绪论1.1 炼钢技术的简史从人类社会步入工业时代开始，钢铁材料一直是人类社会最主要使用的结构材料,也是产量最大、应用最广泛的功能材料，在经济发展中发挥着举足轻重的作用，被称为“工业之脊梁”。尽管近年来钢铁面临着陶瓷材料、高分子材料、有色金属材料（如铝）等的竞争，但由于其在矿石储量、生产成本、回收再利用率、综合性能等方面所具有的明显优势，在可以预见的将来，钢铁在工业生产中相比其他各类材料所具备的优越性和重要地位仍不会改变。1.1.1炼钢技术的任务炼钢学是一门研究如何将高炉铁水（生铁）、直接还原铁（DRI、HBI）或废钢（铁）加热、融化，通过化学反应去除铁液中的有害杂质元素，配加合金并浇铸成半成品――铸坯并不断优化和创新的工程科学。炼钢包括以下主要过程：去除钢中的氮、磷、硫、氧、氢等杂质组分以及由废钢带入的混杂元素铜、锡、铅、铋等；为了保证冶炼和浇铸的顺利进行，需将钢水加热升温至度；（c） 普通碳素钢通常需含锰、硅，低合金钢和合金钢则需含有t、镍、钼、钨、钒、钛、铌、铝等，为此在炼钢过程中需向钢液配加有关合金以使之合金化；去除钢液中内生和外来的各类非金属夹杂物；将合格钢水浇铸成方坯、小方坯、圆坯、板坯等；（e） 节能和减少排放，包括回收转炉炼钢煤气、炼钢烟气余热利用、减少烟尘和炉渣排放以及炼钢烟尘污泥、炉渣、耐火材料等的返回再利用。1.1.2炼钢技术的发展早在1856年英国人
1879 年出现了
。随着工业 的进一步发展，废钢越来越多。在酸性转炉炼钢法发明不到十年，法国人
%无用的氮）损失的热量，可以吹炼温度较低的平炉生铁，因而节省了高炉的焦炭耗量，且能使
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氧气顶吹熔融还原含钛铁矿实验研究
【摘要】：冗长的生产过程中,频繁地加热和冷却物料,从而引起的能量贬值和损失是钢铁工业高能耗的一个重要原因。因此,研究开发能耗低、投资成本低、操作灵活、原料及炉料适应性强等特点的炼铁工艺,是各钢铁企业重点关注的课题之一。
云南省及四川攀西地区的钒钛矿储量高达近40亿吨,但由于这种矿石冶炼过程中渣铁的粘性大、流动性差而难以在高炉上大量使用。富氧顶吹熔融还原炼铁技术在冶炼含钛铁矿时,由于熔融还原炉内氧化性气氛强,可促使钛、磷、硅等元素进入炉渣中,使得铁水中Ti含量很低,并且使含钛铁矿在冶炼过程中炉渣泡沫渣减少。所以加强含钛铁矿的富氧顶吹熔融还原炼铁技术的研究,对于钛铁矿利用和钢铁工业的节能减排是非常必要和必须的。
论文采用化学分析、多元素分析、扫描电镜、X射线衍射、差热差重热分析仪和电子能谱等测试方法与仪器,研究分析了云南勐桥钛铁矿的物性参数,并认为该矿主要Fe2O3、FeTiO3和Ti02等物相为主,且其Ti含量平均为6.47%。
针对钛铁矿的熔融还原反应进行了热力学计算,计算表明该反应可行,且采在应用固体碳做还原剂时还原反应的效果最好。通过富氧顶吹熔融还原技术冶炼含钛铁矿的实验研究,表明该技术也是可行的。实验研究了还原温度、碱度、通氧时间、配碳比、铁回收率、铁水中Ti含量等因素对含钛矿富氧顶吹熔融还原的影响规律,分析了含钛铁矿富氧顶吹熔融还原过程中铁、钛、硫的行为走向的原因,得出结论：(1)当还原反应的温度在1500℃以下时,铁的收得率随着熔融还原反应的温度升高而升高,但当其超过1500℃后,铁收得率的变得较为平缓。(2)铁的收得率在碱度小于1.2时,随着碱度的升高提高的比较明显,在1.2时达到极大值,之后随着碱度的升高铁的收得率则开始下降。(3)铁的收得率随着碳氧摩尔比的提高而增大,但其增速逐渐减缓。富氧顶吹熔融还原技术的优点之一就是脱Ti效果较好。(4)铁水中Ti含量随着还原温度的升高而呈下降趋势,温度升高,改善了反应的动力学条件,从而降低铁水中的Ti含量。(5)生铁中Ti含量随着配碳比的提高而增大。配碳比增多,可使少量钛氧化物被还原成Ti并溶入铁水中,从而增大了铁水Ti含量。(6)生铁中Ti含量随着还原时间的延长而呈降低的趋势。(7)反应温度、碱度和IC/O对铁水中的S含量影响不大,主要是因为富氧顶吹熔融还原工艺是采用的强氧化性气氛造成。(8)实验最佳的冶炼条件是在T=1550℃.C/O=1.0、R=1.2时,铁收得率可达到95%,并获得钛含量低于0.05%的高质量铁水。(9)响应曲面优化软件优化设计计算的最佳工艺参数和实验相比具有较高的吻合度,可以指导今后更深的实验研究。
【关键词】：
【学位授予单位】：昆明理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TF557【目录】：
摘要5-7Abstract7-11第一章 绪论11-19 1.1 引言11 1.2 我国钛资源及产况11-13
1.2.1 攀西地区钛资源状况12
1.2.2 承德地区钛资源状况12
1.2.3 云南省钛资源状况12-13 1.3 钛铁矿的冶炼状况13-17
1.3.1 冶炼降钛方法13-14
1.3.2 熔融还原技术14-15
1.3.3 HIsmelt技术15-17 1.4 研究对象及研究内容17-19
1.4.1 研究对象17
1.4.2 主要研究内容17-19第二章 氧气顶吹熔融还原勐桥钛铁矿的实验研究19-41 2.1 实验原料与设备19-22
2.1.1 实验原料19-20
2.1.2 实验设备20-22 2.2 云南勐桥含钛铁矿物化性能研究22-27
2.2.1 试样的物质成分22-23
2.2.2 试样的矿物组成23
2.2.3 SEM-EDX分析23-26
2.2.4 试样的主要物性参数26-27
2.2.5 试样勐桥含钛铁矿物性参数分析小结27 2.3 熔融还原过程中碳还原钛铁矿的热力学分析27-29 2.4 富氧顶吹熔融还原含钛铁矿的实验研究29-40
2.4.1 实验方案29
2.4.2 实验结果及分析29-40 2.5 本章小结40-41第三章 富氧顶吹熔融还原含钛铁矿的响应曲面优化41-53 3.1 响应曲面试验设计41 3.2 响应曲面试验结果与讨论41-51
3.2.1 响应曲面试验铁的收得率41-45
3.2.2 响应曲面试验铁水中Ti含量45-51 3.3 本章小结51-53第四章 结论及展望53-57 4.1 主要结论53-54 4.2 展望54-57致谢57-59参考文献59-63附录63
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