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钒钛烧结矿矿相特征及其对RDI的影响机理

烧结球团 2020年第2期45卷 1-4,9页

作者：白冬冬韩秀丽李昌存刘磊赵喆周祥华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

为了查明影响钒钛烧结矿低温还原粉化的机理,采用偏光显微镜和X射线衍射仪对承钢烧结矿还原前、后的矿相结构进行系统定量研究,从矿相结构方面入手探究影响钒钛烧结矿低温还原粉化性能的规律。结果表明:还原前,烧结矿具有典型的交织熔... 详细信息

为了查明影响钒钛烧结矿低温还原粉化的机理,采用偏光显微镜和X射线衍射仪对承钢烧结矿还原前、后的矿相结构进行系统定量研究,从矿相结构方面入手探究影响钒钛烧结矿低温还原粉化性能的规律。结果表明:还原前,烧结矿具有典型的交织熔蚀结构,钛赤铁矿、铁酸钙分别为主要的金属相和粘结相,骸晶状钛赤铁矿集中出现;经过500℃还原后,其显微结构以粒状为主,钛磁铁矿为主要的金属相,粘结相中铁酸钙明显减少,且气孔和裂纹明显增多。由此可见,钛赤铁矿在向钛磁铁矿转变的过程中,发生了晶体结构转变,引起了体积膨胀;且经过还原后,烧结矿的气孔明显增多,显微结构发生明显变化,其由交织熔蚀结构变为粒状结构,这是引起烧结矿低温还原粉化的原因。

关键词：钒钛烧结矿低温还原粉化相转变交织熔蚀结构骸晶钛赤铁矿

钒钛烧结矿与普通烧结矿还原过程中微观结构变化对比研究

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钢铁钒钛 2018年第2期39卷 102-109页

作者：杨广庆杨文康李小松尹思博周子青华北理工大学以升教育创新基地华北理工大学冶金与能源学院河北省现代冶金技术重点试验室

在实验室模拟高炉条件下研究钒钛烧结矿与普通烧结矿的还原过程。试验中当温度分别达到500、600、700、800、900℃,900℃保温,1 000、1 100、1 200、1 300、1 400、1 500℃后立即结束试验,通入N2保护至室温,通过扫描电镜和光学显微镜观... 详细信息

在实验室模拟高炉条件下研究钒钛烧结矿与普通烧结矿的还原过程。试验中当温度分别达到500、600、700、800、900℃,900℃保温,1 000、1 100、1 200、1 300、1 400、1 500℃后立即结束试验,通入N2保护至室温,通过扫描电镜和光学显微镜观察钒钛烧结矿与普通烧结矿的微观结构变化,采用X射线衍射仪分别测定不同温度下的物相结构。结果表明:钒钛烧结矿还原性差于普通烧结矿;钒钛烧结矿矿相较普通烧结矿复杂,结构不均匀,低温还原性差;钛赤铁矿还原成钛磁铁矿时,生成的钛铁晶石及一些难还原的固溶体增加了后续还原难度,使钒钛烧结矿整体还原滞后于普通烧结矿;钒钛烧结矿液相粘度大,比普通烧结矿滴落困难,渣铁难分现象严重。

关键词：钒钛烧结矿烧结矿微观结构物相组成还原

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钒钛烧结矿性质对高炉提钒率影响的预测模型

钒钛烧结矿性质对高炉提钒率影响的预测模型

作者：李振铠华北理工大学

学位级别：硕士

随着大数据技术应用于冶金行业,高炉冶炼钒钛磁铁矿研究取得了新发展。收集了承钢4#高炉的历史实际生产数据,对数据进行了预处理,优化数据的质量。将预处理数据进行编辑和存储,建立科学、通用的数据库。在高炉状态相对稳定的情况下,绘... 详细信息

随着大数据技术应用于冶金行业,高炉冶炼钒钛磁铁矿研究取得了新发展。收集了承钢4#高炉的历史实际生产数据,对数据进行了预处理,优化数据的质量。将预处理数据进行编辑和存储,建立科学、通用的数据库。在高炉状态相对稳定的情况下,绘制了铁水钒含量与高炉提钒率的分布曲线。通过不同的趋势变化图分析数据参数间的影响关系。采用皮尔逊、随机森林等大数据技术对目标参数进行了特征筛选,保留相关性强的特征参数用于构建预测模型。其中,筛选出烧结矿的TFe等16个与目标参数铁水钒含量相关性较强的特征参数,筛选出与高炉提钒率相关性强的特征参数包括烧结矿Ti O、烧结矿AlO等19个特征参数。以输入参数和目标参数时间序列的方式分析铁水钒含量,得到输入参数与目标参数在不同滞后时间的相关系数。选取Ada Boost、随机森林等算法构建高炉铁水钒含量预测模型,Ada Boost模型预测的精度更为优秀。通过调整Ada Boost模型中基分类器的个数进行模型优化,模型的准确率(±0.015)达到90.84%,均方根误差为0.008687,拟合优度为0.859。选取BP神经网络算法构建高炉提钒率预测模型,并选取L-M算法对模型进行优化,发现优化后的预测模型精度更高,更适用于高炉提钒率的预测。预测模型的均方根误差为0.03204。图41幅;表10个;参79篇。

关键词：钒钛烧结矿铁水钒含量高炉提钒率特征工程 Ada Boost算法 BP神经网络算法

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钒钛烧结矿成矿过程对其质量的影响研究

钒钛烧结矿成矿过程对其质量的影响研究

作者：白冬冬华北理工大学

学位级别：硕士

钒钛烧结矿机械强度差、成品率低、返矿量高,直接影响了高炉冶炼的进一步强化。如何合理的利用国内钒钛磁铁矿石资源,以改善烧结矿冶金性能、保证高炉顺行是目前国内炼铁工艺中亟待解决的问题。针对现场钒钛烧结矿矿相结构的研究发现,... 详细信息

钒钛烧结矿机械强度差、成品率低、返矿量高,直接影响了高炉冶炼的进一步强化。如何合理的利用国内钒钛磁铁矿石资源,以改善烧结矿冶金性能、保证高炉顺行是目前国内炼铁工艺中亟待解决的问题。针对现场钒钛烧结矿矿相结构的研究发现,高钛型烧结矿中出现了钙钛矿,钙钛矿的出现不仅削弱了铁氧化物的连晶作用,还减少了粘结相的生成,致使高钛型烧结矿的低温还原粉化恶化。针对中钛烧结矿低温还原粉化问题,研究采用偏光显微镜和X射线衍射仪对中钛烧结矿还原前后矿相结构进行了系统定量研究,发现:还原前烧结矿具有典型的交织熔蚀结构,钛赤铁矿、铁酸钙分别为主要的金属相和粘结相,骸晶状钛赤铁矿集中出现;500℃还原后显微结构以粒状结构为主,钛磁铁矿为主要的金属相,粘结相中铁酸钙明显减少,且气孔和裂纹明显增多。由此可见,还原后钛赤铁矿已转变为钛磁铁矿,气孔明显增多,显微结构发生明显变化,由交织熔蚀结构变为粒状结构,这是引起烧结矿低温还原粉化的问题所在。自制不同温度梯度的钒钛烧结矿,探讨钒钛烧结矿成矿过程对其质量的影响规律。结果表明:随着温度的升高烧结矿各种物相相继被熔化、分解,生成低熔点化合物及共熔混合物,之后变成液相;随着温度的降低,烧结矿液相开始冷却结晶,逐步生成各种矿物。其中,雏晶/骸晶状钛赤铁矿多出现于升温段1280～1400℃,低熔点矿物多在升温段900～1150℃形成,冶金性能良好的熔蚀结构多出现于降温段1200～1100℃。为了改善烧结矿质量,建议在烧结生产时,减少雏晶/骸晶状金属相含量过多生成,应该减少高温的烧结时间,这样可以提高低温还原粉化性能。同样,为了生成冶金性能良好的熔蚀结构,应该增加低温的烧结时间,这样可以提高烧结矿的质量。图29幅;表23个;参78篇。

关键词：钒钛烧结矿成矿过程钙钛矿低温还原粉化

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钒钛烧结矿性能及矿物组成和结构的研究

矿产综合利用 2020年第1期 71-75页

作者：王自学冯帅河钢集团邯钢分公司邯宝炼铁厂河北邯郸056000

本文通过烧结杯试验、矿相分析等手段研究了钒钛烧结矿和普通烧结矿的冶金性能、矿物组成和结构。研究表明,在碱度和燃料配加相同的条件下,钒钛烧结矿和普通烧结矿的还原性指数基本相同,但钒钛烧结矿冷强度和低温还原粉化指数较低,其转... 详细信息

本文通过烧结杯试验、矿相分析等手段研究了钒钛烧结矿和普通烧结矿的冶金性能、矿物组成和结构。研究表明,在碱度和燃料配加相同的条件下,钒钛烧结矿和普通烧结矿的还原性指数基本相同,但钒钛烧结矿冷强度和低温还原粉化指数较低,其转鼓指数比普通烧结矿的转鼓指数低12%~18%;低温还原粉化率(RDI+3.15)仅24.92%,比普通烧结矿低50%。烧结矿矿相分析表明,钒钛烧结矿中含20%~23%钙钛矿,矿物分布不均匀,主要以粒状结构和骸晶结构为主。普通烧结矿基本不含钙钛矿,矿物分布较均匀,以交织熔蚀结构为主。

关键词：钒钛烧结矿转鼓指数低温还原粉化率矿相

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钒钛烧结矿和普通烧结矿显微力学性能对比

钢铁钒钛 2017年第2期38卷 104-111页

作者：邓明王炜徐润生林文康张志强黄云武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081 攀钢集团西昌钢钒有限公司炼铁厂四川西昌615012

采用维氏压痕法对钒钛烧结矿与普通烧结矿中常见矿物的显微硬度进行测定,对比分析不同矿物的显微硬度值及压痕裂纹的萌生与扩展。研究发现,两种烧结矿中常见矿物的显微硬度从高到低依次为:钙钛矿-钛赤铁矿-铁酸钙-交织熔蚀结构-钛磁铁矿... 详细信息

采用维氏压痕法对钒钛烧结矿与普通烧结矿中常见矿物的显微硬度进行测定,对比分析不同矿物的显微硬度值及压痕裂纹的萌生与扩展。研究发现,两种烧结矿中常见矿物的显微硬度从高到低依次为:钙钛矿-钛赤铁矿-铁酸钙-交织熔蚀结构-钛磁铁矿-硅酸盐;赤铁矿-交织熔蚀结构-铁酸钙-磁铁矿-硅酸盐。总体上钒钛烧结矿的显微硬度高于普通烧结矿,但部分矿物压痕裂纹多,且延伸较长,钙钛矿和钛赤铁矿断裂韧性差、易碎。烧结矿中减少板块状赤铁矿,多发展铁酸钙和交织熔蚀结构有利于提高烧结矿的显微硬度,改善烧结矿的质量。

关键词：钒钛烧结矿普通烧结矿显微硬度断裂韧性

钒钛烧结矿和普通烧结矿的矿物组成与矿相结构对比

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上海金属 2018年第4期40卷 92-98页

作者：石泉吕庆刘小杰刘颂刘馨华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063000

针对钒钛烧结矿和普通烧结矿的质量对比问题,通过烧结试验改变碱度、燃料比等条件,对比研究了两者的矿物组成与矿相结构。结果表明,在改变碱度、燃料比的条件下,从矿物组成分析,钒钛磁铁烧结矿的铁酸钙生成量比普通烧结矿低15%~20%(体... 详细信息

针对钒钛烧结矿和普通烧结矿的质量对比问题,通过烧结试验改变碱度、燃料比等条件,对比研究了两者的矿物组成与矿相结构。结果表明,在改变碱度、燃料比的条件下,从矿物组成分析,钒钛磁铁烧结矿的铁酸钙生成量比普通烧结矿低15%~20%(体积分数,下同),粘结相含量低20%以上。从矿相结构分析,普通烧结矿的微观结构较均匀,气孔率约20%;而钒钛磁铁烧结矿的矿相结构不均匀,气孔率高,且含有钙钛矿,矿相结构中裂纹明显比普通烧结矿多。因此,钒钛烧结矿的粉化现象要明显严重于普通烧结矿。

关键词：钒钛烧结矿普通烧结矿矿物组成矿相结构

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钒钛烧结矿与普通烧结矿软熔性能对比研究

钢铁钒钛 2017年第4期38卷 118-122页

作者：杨文康杨广庆邢宏伟李小松华北理工大学冶金与能源学院河北省现代冶金技术重点实验室河北唐山063009

在实验室软熔滴落装置中,模拟高炉条件下,对比研究了钒钛烧结矿和普通烧结矿性能指标的差异。研究结果表明:钒钛烧结矿软化开始温度高、软化终了温度低、滴落温度低;钒钛烧结矿压差高,透气性较差。

关键词：钒钛烧结矿普通烧结矿高炉软熔性能差异

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钒钛烧结矿软熔行为机理研究

钒钛烧结矿软熔行为机理研究

作者：杨文康华北理工大学

学位级别：硕士

过探究钒钛烧结矿与普通烧结矿冶金性能差别,阐释钒钛烧结矿软熔行为机理,解释钒钛烧结矿与普通烧结矿的软熔过程存在明显差异。冶金性能主要为低温还原粉化性能(RDI)、还原性(RI)以及软熔性能;分析普通烧结矿与钒钛烧结矿还原微观结构... 详细信息

过探究钒钛烧结矿与普通烧结矿冶金性能差别,阐释钒钛烧结矿软熔行为机理,解释钒钛烧结矿与普通烧结矿的软熔过程存在明显差异。冶金性能主要为低温还原粉化性能(RDI)、还原性(RI)以及软熔性能;分析普通烧结矿与钒钛烧结矿还原微观结构变化,明确钒钛烧结矿中钛铁氧化物的还原历程,各元素的迁移规律,还原相变过程。首先对各组分间可能存在的反应进行热力学计算,确定各反应发生顺序;然后在不同温度条件下,对钒钛烧结矿进行还原、冷却试验,采用XRD、光学显微镜、SEM-EDS等设备分析不同温度还原后烧结矿的微观结构,验证热力学计算的结果。最终得出以下结论:1)普通烧结矿还原粉化行为主要发生在40000℃阶段,500℃时RDI最低为83.80%;钒钛烧结矿在700℃还原粉化最严重,RDI为41.94%。2)钒钛烧结矿的软化开始温度高、软化终了温度比较低,软化区间比较窄,滴落温度低,液相黏度大,滴落困难;钒钛烧结矿的透气性远远不如普通烧结矿。3)钒钛烧结矿还原过程复杂,还原前期钛赤铁矿全部还原成钛磁铁矿。钛磁铁矿还原出的大量富氏体与TiO结合生成钛铁晶石,同时与未还原的磁铁矿生成钛磁铁矿固溶体,钛铁晶石与钛磁铁矿固溶体都是高熔点的化合物,限制了钛铁氧化物的还原。钒钛烧结矿高温时,液相多,初渣组成复杂,包含较多的高熔点物相,其中的碳氧化钛等包裹铁珠,使渣铁难分,滴落困难。

关键词：钒钛烧结矿普通烧结矿还原冶金性能微观结构