钒钛磁铁矿内配骨料气基还原试验

作     者：代文林 邢相栋 苗红生 张宝婷 卞卫新 折媛 DAI Wenlin;XING Xiangdong;NMIAO Hongsheng;ZZHANG Baoting;BIAN Weixin;SHE Yuan

作者机构：西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055 西宁特殊钢股份有限公司青海西宁810005 陕西钢集团汉中钢铁有限责任公司陕西勉县724200 

出 版 物：《中国冶金》 (China Metallurgy)

年 卷 期：2024年第34卷第5期

页      面：37-44,81页

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52174325) 陕西省创新能力支撑计划资助项目(2023-CX-TD-53) 陕西省教育厅重点实验室科学研究计划资助项目(20JS072) 

主　　题：钒钛磁铁矿 气基还原 兰炭 骨料 金属化率 

摘      要：气基还原工艺处理钒钛磁铁矿逐渐受到研究者的关注,但目前该工艺还原后的钒钛磁铁矿金属化率较低。针对气基还原钒钛磁铁矿金属化率低的问题,以兰炭为骨料研究兰炭添加量、还原气氛、还原温度、还原时间等因素对钒钛磁铁矿气基还原金属化率及抗压强度的影响,并运用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)方法分析了还原产物物相变化及微观形貌变化,总结出兰炭的作用机理。结果表明,添加兰炭可提升钒钛磁铁矿气基还原的效果,在还原气氛φ(H_(2))/φ(CO)=2.5、还原温度1 100℃、还原时间60 min条件下,未添加兰炭时试样金属化率仅为81.78%;在同样条件下,当兰炭添加量(质量分数)为6%时,试样金属化率可达到92.35%。钛铁化合物还原历程为Fe_(2.75)Ti_(0.25)O_(4)→Fe_(2)TiO_(4)→FeTiO_(3)→FeTi_(2)O_(5)→TiO_(2)和Fe,随着还原温度升高,金属铁相逐渐聚集连接成片,渣相与铁相分离明显。添加兰炭还原后试样内部的孔隙数量明显增多,促进还原气体向试样内扩散,推动还原继续进行,最终提高试样的还原效果。研究结果也为气基还原钒钛磁铁矿提供了理论指导。