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为了得到锆英石碳热还原氮化反应时产物相的稳定存在区域,用△fGiθ=A+ BT法对Zr-Si-C-N-O系进行了热力学计算和分析,绘制了Zr-Si-C-N-O系优势区相图.结果表明:通过控制配碳量、反应温度、炉内的CO分压和N2分压,可以获得组成分别为ZrO2-Si2N2O、ZrN-Si2N2O或ZrN-Si3N4等的复相材料.根据热力学分析结果,以锆英石、活性炭为原料,N2 (99.999％)为氮源,研究了配碳量(10％,20％,22％,30％,质量分数)对锆英石碳热还原氮化反应失重率及产物相组成的影响.结果表明:配碳量不仅显著影响锆英石碳热还原氮化反应产物的物相组成,而且配碳量的增加还会降低锆英石碳热还原氮化反应的开始温度.

关键词: 锆英石 , 碳热还原氯化 , 热力学分析 , 优势区相图 , 配碳量

配碳量对细粒赤铁精粉烧结矿矿相结构及冶金性能的影响

刘丽娜 , 韩秀丽 , 李志民 , 段珊

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2014.02.015

对不同配碳量条件下的细粒赤铁精粉烧结矿矿相结构及冶金性能进行了系统研究.结果表明,当细粒赤铁精粉(司家营铁精粉)配加量为100％时,随着配碳量的增加,烧结矿显微结构逐渐均匀化,赤铁矿及硅酸二钙含量降低.当细粒赤铁精粉配比为50％～ 90％时,随配碳量增加,烧结矿转鼓指数先增加后降低;当细粒赤铁精粉增加到100％,随配碳增加转鼓指数提高.随配碳量的增加,低温还原粉化指数有所改善,还原度略有降低.烧结原料中随司家营铁精粉配加量的的增加,相应的配碳量应适当提高.

关键词: 烧结矿 , 配碳量 , 细粒赤铁精粉 , 显微结构 , 冶金性能

钒钛磁铁矿碳热还原的试验研究

邓志银 , 高新亮 , 汪锋 , 付贵勤 , 朱苗勇

中国冶金

采用熔融还原方式还原钒钛磁铁矿,借助化学分析和XRD等分析方法,考察了配碳量及供碳方式对钒钛还原的影响.研究表明:采用固体碳还原,随着配碳量的增加,铁中的[Ti]和[V]的质量分数均不断增加;不同的供碳方式对还原会产生很大影响,采用混合供碳方式还原效果最好,钒钛质量分数分别达到了0.221%和1.22%;钛在还原过程中有一定的脱硫能力,随着铁样中钛质量分数的增加,铁样中硫质量分数不断降低;随着Ti还原量的增加,V还原量也不断增加.

关键词: 钒钛 , 磁铁矿 , 还原 , 配碳量

高钙镁钛渣无筛板沸腾氯化工业试验研究

王军 , 李亮 , 范兴平 , 钟晓婷

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2013.04.001

以高钙镁钛渣和低钙镁钛渣为主要原料进行无筛板沸腾氯化工业试验,针对高钙镁易引起炉料结块,堵塞筛板,影响沸腾氯化正常进行的特点,主要采用逐渐增加高钙镁钛渣配入比例、适当增大配碳量及定期排渣等技术措施,避免了高钙镁对沸腾氯化的不利影响;试验过程中主要考察了氯化炉内反应温度、压力波动情况和排渣情况,并对炉渣、收尘渣及尾气进行了化学成分分析.工业试验表明:随着高钙镁钛渣配入量的增大,氯化炉内的反应段温度和炉顶温度存在下降的趋势,可以通过补充热量的形式解决;排渣较顺畅,床层压力波动情况正常,炉渣、收尘渣及尾气中的化学成分波动正常.采用无筛板沸腾氯化炉氯化高钙镁钛渣制取四氯化钛具有可行性.

关键词: 四氯化钛 , 高钙镁钛渣 , 无筛板沸腾氯化 , 配碳量 , 温度

配碳量对锆英石和氧化铝碳热还原氮化合成ZrN-SiAlON的影响

李悦彤 , 徐友果 , 房明浩 , 刘艳改 , 黄朝晖

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2012.01.005

为了降低合成成本,以低能耗、低成本的天然锆英石、工业氧化铝和焦炭为原料,采用碳热还原氮化法合成了ZrN-SiAION复相材料.根据反应方程式3Al2O3+ 6ZrSiO4+ 27C+ 8N2=6ZrN+ 2Si3Al3O3N5+27CO设计锆英石和工业氧化铝的原料配比,改变还原剂焦炭的配入质量分数(分别为理论用量、过量5％、过量10％、过量20％),经球磨混合、成型、干燥后,在流动氮气中分别于1 500、1 550、1 600℃保温4h合成,自然冷却后分析合成产物的相组成和显微结构.结果表明:1)在合成温度为1 500℃时,配碳量的增加有助于ZrN的生成；2)在合成温度为1 550℃时,配炭量过量20％的试样中有15R型的多型体SiAlON(即SiAl4 O2 N4)生成；3)在合成温度为1600℃时,配碳量为理论量和过量5％的试样中的多型体SiAlON为15R型,而配碳过量10％和20％的试样中的多型体SiAlON则主要为12H型(即SiAl5O2N5).

关键词: 配碳量 , 锆英石 , 工业氧化铝 , 碳热还原氮化法 , ZrN-SiAlON复相材料

白云鄂博巴润矿配碳还原动力学研究

师旭超 , 赵增武 , 金永丽

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.06.020

以白云鄂博巴润矿为原料,在1323～1573K下,通过热重质谱联用技术研究巴润矿的配碳还原过程以及还原动力学,对比不同矿物在还原过程中以碳的气化反应为限制环节所得到的活化能.研究结果表明,白云鄂博巴润矿配碳还原过程分为三个阶段,同时对应三个温度区间.根据Arrhenius方程计算出的以碳气化反应和气相扩散为限制环节的活化能分别为96.8、76.5 J/mol,在本研究条件下的配碳还原由碳的气化反应控制.对比Fruehan、Donskoi等研究学者所得到的结论,白云鄂博巴润矿在以碳的气化反应为限制环节时所计算的活化能偏低.

关键词: 白云鄂博矿 , 直接还原 , 配碳量 , 热重质谱法 , 动力学

低FeO烧结条件下的适宜配碳量和碱度

边妙莲 , 吴胜利 , 张丽华 , 朱娟 , 王清峰 , 龙芳仪

钢铁

通过微型烧结试验研究配碳量和碱度对烧结矿中FeO含量的影响程度,以及对烧结液相生成和固结强度的影响规律,探讨低FeO烧结条件下,烧结矿中适宜的配碳量和二元碱度。试验结果表明：降低配碳量或提高碱度,烧结矿中FeO含量均降低;液相流动性随配碳量增加呈先上升后下降的趋势。配碳量为4.0%时液相量达到最高值,但随碱度升高液相流动性增强;烧结矿自身粘结相强度随配碳量增加略有下降趋势,但其随碱度增加而升高。因此,低配碳量条件将引起烧结液相量不足和烧结矿冷态强度下降。通过提高碱度,可以弥补液相不足并确保烧结矿冷态强度。结合烧结杯试验结果,明确烧结料中配碳量为2.92%,碱度提高到2.1时,能实现低FeO烧结的同时获得产、质量指标优良的烧结矿。

关键词: 烧结 , 低FeO , 配碳量 , 碱度 , 液相流动性 , 粘结相强度

工艺参数对锆英石碳热还原氮化反应速率及物相组成的影响

张萌萌 , 于仁红 , 周宁生

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2011.05.008

以锆英石细粉(≤0.045 mm)和活性炭为起始物料,N2为氮源,研究了配碳量(质量分数为10％、20％、22％和30％)、反应温度(1 350、1 400、1 450和1 500℃)以及成型压力(25、50、100和150 MPa)等工艺参数对锆英石碳热还原氮化反应速率及产物相组成的影响.研究结果表明:1)配碳量不同,锆英石碳热还原氮化反应产物的相组成不同；此外,配碳量的增加还会降低锆英石碳热还原氮化反应的开始温度.2)反应温度对反应速率和产物相成分的影响显著；配碳量(w)为22％时,随着反应温度的升高,产物相中锆英石相和m-ZrO2含量减少,ZrN含量不断增加,而Zr7N8O4先增加后减少.3)成型压力对产物相组成的影响不大,但成型压力的增加会降低反应的速率.

关键词: 锆英石 , 碳热还原氮化 , 配碳量 , 反应温度 , 成型压力

配碳量对承钢钒钛烧结矿矿物组成及显微结构的影响

王文山 , 任刚 , 孙艳芹 , 吕庆

钢铁

承德钢铁公司是河北省唯一使用钒钛磁铁矿作为主要炼铁原料的钢铁企业,但目前承钢钒钛烧结矿的强度和冶金性能不好,严重制约了高炉的顺行和炼铁系统成本的降低.采用光学显微镜研究了配碳量对承钢钒钛烧结矿显微结构的影响,对提高其烧结矿质量提供了理论依据.结果表明,随着w(C)由4.0%提高到5.5%,赤铁矿体积分数减少20%左右,磁铁矿增加,树枝状钙钛矿体积分数升高,由10%提高到25%,钒钛烧结矿的强度降低,还原性下降,RDI+3.15升高.综合来讲,过高的配碳量不利于烧结矿的质量,应控制在4.5%左右.

关键词: 钒钛烧结矿 , 配碳量 , 矿物组成 , 矿相显微