【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(yīng)用于航空航天、原子工業(yè)等領(lǐng)域,對(duì)支持我國(guó)鋼鐵工業(yè)的健康發(fā)展具有重大意義。目前,我國(guó)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(zhì)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(shù)條件,仍未在我國(guó)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。我國(guó)使用的高純鐵仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口。基于我國(guó)資源與技術(shù)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(jìn)行了超高品位氧化球團(tuán)制備實(shí)驗(yàn)研究,研究了焙燒時(shí)間、焙燒溫度對(duì)氧化球團(tuán)抗壓強(qiáng)度的影響,得到了抗壓強(qiáng)度合格的氧化球團(tuán)。其次,進(jìn)行了超高品位鐵精礦氧化球團(tuán)-氣基豎爐直接還原探索實(shí)驗(yàn),考察了超高品位鐵精礦氧化球團(tuán)應(yīng)用于氣基豎爐直接還原的可行性。再次,通過(guò)超高品位鐵精礦煤基隧道窯直接還原實(shí)驗(yàn),研究了還原溫度、還原時(shí)間、CaO添加量等工藝參數(shù)對(duì)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(guò)熔分實(shí)驗(yàn)制備了高純鐵產(chǎn)品。通過(guò)上述研究,得到以下結(jié)論:(1)超高品位鐵精礦以佩利多為粘結(jié)劑造球,適宜的粘結(jié)劑配加量為0.4%,制備的生球落下強(qiáng)度為5.5次,抗壓強(qiáng)度17.5 N,滿足球團(tuán)焙燒要求;(2)焙燒時(shí)間和焙燒溫度對(duì)超高品位氧化球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度有顯著影響,適宜的焙燒溫度為1250℃,焙燒時(shí)間為30 min。該條件下制備超高品位氧化球團(tuán),其抗壓強(qiáng)度達(dá)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(tuán)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(shí)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(guò)程中,還原溫度為1000～1100℃時(shí),還原8～5 h直接還原鐵的金屬化率即可達(dá)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(guò)感應(yīng)爐熔分制備高純鐵,當(dāng)熔分溫度為1625℃、熔分時(shí)間為45 min、CaO添加量為9.3%時(shí),可制得純度99.947%的高純鐵產(chǎn)品。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TF55
【圖文】：

電渣重熔等工藝開(kāi)展了高純鐵制備工藝的創(chuàng)新，并進(jìn)行了半工業(yè)化實(shí)驗(yàn)。實(shí)逡逑踐結(jié)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(guó)電解鐵的技術(shù)研發(fā)仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，距離工業(yè)化應(yīng)用尚有距離，逡逑且電解鐵存在的成本問(wèn)題嚴(yán)重限制了它的應(yīng)用。感應(yīng)爐熔煉海綿鐵制備高純逡逑鐵的方法若能采用優(yōu)質(zhì)直接還原鐵為原料，或者以雜質(zhì)含量極低的鐵精礦，逡逑經(jīng)過(guò)直接還原－電熱熔分工藝生產(chǎn)純鐵產(chǎn)品，將進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。此類方逡逑法應(yīng)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(yīng)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(yīng)器的不同，直接還逡逑原工藝還可分為豎爐法、罐式法、回轉(zhuǎn)窯法、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)還原鐵礦石。氣基法具逡逑有技術(shù)成熟、產(chǎn)量大、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)，是國(guó)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(lái)的數(shù)據(jù)顯示，氣基直逡逑－１６－逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2737381