氧化鐵球團在熔渣中熔融過程的研究.pdf

1、熔融還原工藝中，含鐵原料（粉礦、塊礦、球團礦）在高溫渣鐵熔池中熔化、還原，實現(xiàn)渣鐵分離、去除雜質(zhì)的目的。原料熔化、還原的速度直接影響了熔融還原工藝效率。針對使用氧化球團的熔融還原過程，本文研究了氧化球團在熔渣中的熔融動力學(xué)行為，掌握球團在熔渣中的升溫和熔化過程，不僅可以指導(dǎo)工藝給料制度，也能夠為球團在熔渣中的行為做出一定程度的預(yù)測，為新工藝的開發(fā)提供理論參考。
　　本研究采用數(shù)值模擬的方法和傳熱學(xué)理論，建立了球團在熔渣中熔融過程的

2、動力學(xué)模型，使用有限差分方法對模型進行求解，使用Visual Basic6.0程序編程計算，并通過試驗驗證的方法驗證計算程序的準(zhǔn)確性。使用模型對不同情況下球團的熔融規(guī)律進行了計算，得到有關(guān)渣浴溫度、渣堿度、球團直徑、球團預(yù)熱溫度以及球團金屬化率對熔融現(xiàn)象的影響規(guī)律。
　　通過本文研究得到了如下主要結(jié)論:
　　(1)通過考察渣殼厚度隨時間變化的關(guān)系，模型計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)基本一致，表明該模型能夠較好的反映球團在熔渣中的導(dǎo)熱以及

3、熔化規(guī)律;
　　(2)通過試驗渣樣的XRD分析，發(fā)現(xiàn)試樣中存在硅灰石等低熔點化合物，可能是液態(tài)渣的滲透入球團中的與鐵氧化物或者脈石成分發(fā)生了反應(yīng)，也可能是球團自身的脈石成分發(fā)生了反應(yīng)，生成了此類低熔點化合物，最終導(dǎo)致球團的熔化分解;
　　(3)根據(jù)程序計算結(jié)果，球團在1450℃、1500℃、1550℃渣浴中渣殼熔化時間為56s、36s、25s。根據(jù)試驗結(jié)果，在1450℃時，60s～90s內(nèi)球團已經(jīng)完全熔化;渣浴溫度為1500

4、℃時，30s～60s內(nèi)球團已經(jīng)完全熔化;渣浴溫度為1550℃時，30s內(nèi)球團已經(jīng)完全熔化。因此，認(rèn)為球團在渣殼熔化后很短的時間內(nèi)熔化，計算熔化的表觀活化能為150.8kJ/mol，與文獻資料中的結(jié)果較為相近，進一步說明計算結(jié)果與實際熔融現(xiàn)象比較相符;
　　(4)利用本文建立的動力學(xué)模型，通過計算程序考察了渣浴溫度、渣堿度、球團大小、球團預(yù)熱溫度、球團金屬化率等因素對球團熔融現(xiàn)象的影響，得出:隨著渣浴溫度升高、球團直徑變小、球團預(yù)熱