【摘要】：高純鐵作為軟磁材料、高純合金等材料生產(chǎn)的重要原料,廣泛應用于航空航天、原子工業(yè)等領域,對支持我國鋼鐵工業(yè)的健康發(fā)展具有重大意義。目前,我國鋼鐵企業(yè)主要以高爐鐵水為原料生產(chǎn)工業(yè)純鐵,難以制備純度更高、質量更穩(wěn)定的高純鐵產(chǎn)品。而電解、物理提純等方法囿于資源、技術條件,仍未在我國實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。我國使用的高純鐵仍嚴重依賴進口。基于我國資源與技術條件,本文提出了超高品位鐵精礦(TFe=71.87%)直接還原-熔分制備高純鐵新工藝。首先,進行了超高品位氧化球團制備實驗研究,研究了焙燒時間、焙燒溫度對氧化球團抗壓強度的影響,得到了抗壓強度合格的氧化球團。其次,進行了超高品位鐵精礦氧化球團-氣基豎爐直接還原探索實驗,考察了超高品位鐵精礦氧化球團應用于氣基豎爐直接還原的可行性。再次,通過超高品位鐵精礦煤基隧道窯直接還原實驗,研究了還原溫度、還原時間、CaO添加量等工藝參數(shù)對還原效果的影響。最后,以煤基隧道窯生產(chǎn)的直接還原鐵為原料,通過熔分實驗制備了高純鐵產(chǎn)品。通過上述研究,得到以下結論:(1)超高品位鐵精礦以佩利多為粘結劑造球,適宜的粘結劑配加量為0.4%,制備的生球落下強度為5.5次,抗壓強度17.5 N,滿足球團焙燒要求;(2)焙燒時間和焙燒溫度對超高品位氧化球團的抗壓強度有顯著影響,適宜的焙燒溫度為1250℃,焙燒時間為30 min。該條件下制備超高品位氧化球團,其抗壓強度達到2519N,能夠滿足氣基豎爐直接還原工藝的要求;(3)超高品位鐵精礦氧化球團具有良好的還原性能,但還原膨脹較高,在1050℃、H2/CO=5/2的還原條件下,還原膨脹率51.20%,難以滿足氣基豎爐實際生產(chǎn)的要求;(4)超高品位鐵精礦煤基隧道窯直接還原過程中,還原溫度為1000～1100℃時,還原8～5 h直接還原鐵的金屬化率即可達95%以上;(5)以超高品位鐵精礦煤基直接還原制備的直接還原鐵為原料,通過感應爐熔分制備高純鐵,當熔分溫度為1625℃、熔分時間為45 min、CaO添加量為9.3%時,可制得純度99.947%的高純鐵產(chǎn)品。
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TF55
【圖文】：

電渣重熔等工藝開展了高純鐵制備工藝的創(chuàng)新，并進行了半工業(yè)化實驗。實逡逑踐結果表明該工藝可制備良好純度（＞９９．９％）的純鐵，并有效縮短了流程。逡逑其工藝如圖２．１所示。逡逑我國電解鐵的技術研發(fā)仍處于實驗室階段，距離工業(yè)化應用尚有距離，逡逑且電解鐵存在的成本問題嚴重限制了它的應用。感應爐熔煉海綿鐵制備高純逡逑鐵的方法若能采用優(yōu)質直接還原鐵為原料，或者以雜質含量極低的鐵精礦，逡逑經(jīng)過直接還原－電熱熔分工藝生產(chǎn)純鐵產(chǎn)品，將進一步提高產(chǎn)品質量。此類方逡逑法應用于工業(yè)生產(chǎn)，可大規(guī)模降低高純鐵的生產(chǎn)成本，具有廣闊的應用前景。逡逑－ＩＩ邋－逡逑

以及以煤為還原劑，電為加熱源的電熱法。根據(jù)反應器的不同，直接還逡逑原工藝還可分為豎爐法、罐式法、回轉窯法、轉底爐法、流化床法等％，５１］。逡逑目前較為成熟的直接還原工藝如圖２．２所示。逡逑＜ＭＩＤＲＥＸ逡逑ＨＹＬ－ＺＲ逡逑：：逡逑廣＼逡逑Ｉ邐＼邐ｙ邋ＦＩＮＭＥＴ逡逑／邐＼流化氐〈逡逑／邐＼邋ＣＩＲＣＯＲＥＤ逡逑立接還原丨逡逑＼邐ｙ邋ＳＬ－ＲＮ逡逑＼邐Ｉ邐＜逡逑＼邐／邐＾邋ＤＲＣ逡逑＇邋煤么邋ｅ—邋轉成妒邋邐７．ＶＳＴＭＥＴ逡逑圖２．２直接還原工藝逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｄｉｒｅｃｔ邋ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑２．３．１氣基直接還原工藝逡逑氣基法以ＣＯ及出為還原劑，在流化床或者豎爐內還原鐵礦石。氣基法具逡逑有技術成熟、產(chǎn)量大、自動化程度高等優(yōu)勢，是國際上最主流的直接還原鐵逡逑生產(chǎn)工藝，主要有Ｍｉｄｒｅｘ法和ＨＹＬ法兩類。２００７年以來的數(shù)據(jù)顯示，氣基直逡逑－１６－逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2737381