直接还原

摘要： 世界对铁矿石需求的不断增长导致磁铁矿资源逐渐枯竭,高磷铁矿的利用成为焦点。分别以碳酸钙(CaCO_(3))、氯化钙(CaCl_(2))、硫酸钙(CaSO_(4))为添加剂,使用直接还原-磨矿-磁选的方法,从热力学、铁金属化率、矿物组成和微观结构等方面研究了高磷铁矿(磷主要以Fe_(3)PO_(7)和磷灰石形式赋存)直接还原提铁降磷的过程。结果表明:在无钙化合物条件下,Fe_(3)PO_(7)中的磷被还原为单质磷,磷和金属铁反应生成铁磷合金,导致还原铁产品中磷含量高。CaCO_(3)促进了赤铁矿和磁铁矿的还原,提高了铁金属化率,但抑制了金属铁颗粒的生长。CaCl_(2)有利于金属铁颗粒的长大,由于挥发性FeCl_(2)的生成,降低了铁的回收率。CaSO_(4)促进了铁颗粒的生长,由于非磁性FeS的生成,铁的回收率急剧降低。CaCO_(3)、CaCl_(2)或CaSO_(4)均可与Fe_(3)PO_(7)反应生成磷酸钙(Ca_(3)(PO_(4))_(2))。添加CaCO_(3)生成的Ca_(3)(PO_(4))_(2)与细小铁颗粒结合紧密,通过磨矿磁选难以铁磷分离,还原铁产品中磷含量为0.18%。添加CaCl_(2)或CaSO_(4),生成的Ca_(3)(PO_(4))_(2)与金属铁颗粒的界限明显,磷通过磨矿磁选除去,还原铁产品中磷含量低于0.10%。

摘要： 目前现状是金属化球团主要由电炉消耗,电炉在生产过程中会出现渣量增大、渣碱度偏低、出钢时间变长、电耗及石墨电极上升等问题,提升金属化球团质量不仅能够降低工序成本,且由于金属化球团含碳,可以不同程度的降低电炉冶炼周期和能源消耗,降低废钢熔点,有利于促进电炉的冶炼过程。

摘要： 为了实现转底炉系统的节能降耗,对某企业转底炉系统生产流程进行了测试,采用[火用]分析的方法对系统进行了能量分析,计算了[火用]效率、[火用]损系数、影响因子等评价指标.根据评价指标分析了各工序[火用]损失的原因,并提出相应的节能措施;在本文测试的工况下,转底炉系统的[火用]效率为23%;还原工序的[火用]损系数和影响因子最大,是整个转底炉系统节能的关键.

摘要： 2060年碳中和目标既使我国钢铁工业未来发展面临巨大挑战,又为其提供了换道超车的发展机遇。本文对绿氢直接还原、氧化铁熔融还原、碱性溶液电沉积铁、酸性溶液电沉积铁的发展历史和技术现状进行了综述。在全绿电炼铁场景下,本文对各种技术路线的理论和实际耗电进行了估算,从技术成熟度、电耗、技术难度、应用前景等方面,对各技术路径进行了对比分析,发现碱性溶液电沉积铁电耗最低,酸性溶液电沉积铁和电供热氢气熔融还原次之。从技术难度上看,氢气直接还原、酸性溶液电沉积铁技术难度较小,且都已完成一定规模的中试,氢气熔融还原炼铁、碱性溶液电沉积铁和氧化铁熔融电解炼铁技术都还处于概念或技术发展早期阶段。综合来看,氢气直接还原、酸性溶液电沉积铁和氢气熔融还原炼铁路线可望发展成为有竞争力的超低碳炼铁技术,而碱性溶液电沉积铁和氧化铁熔融电解炼铁技术难度较大,短期内恐难以取得较大突破。

摘要： 在应对全球气候变化和碳中和的压力下,推广氢冶金技术是钢铁行业降低碳排放的有效途径,各国钢铁行业正在积极探索从碳冶金向氢冶金转变。本文对国内外钢铁行业的氢冶金工艺技术研究进行了概述,重点介绍了日本COURSE50项目、德国蒂森克虏伯氢基炼铁项目、奥钢联H_(2) Future、瑞典HYBRIT等国外氢冶金技术,以及国内宝武高炉富氢冶炼技术、河钢集团Energiron直接还原厂、建龙CISP项目、中晋CSDRI项目等。探讨了氢冶金技术研发和工业化的发展方向,以及未来促进我国氢冶金技术发展的重要因素。

摘要： 为综合回收钢铁生产过程烟尘中的锌,消除环境污染,实现资源的综合利用,研究了还原温度、还原时间、还原剂种类、原料结构以及球团粒径等对含锌粉尘干球转底炉直接还原过程的影响,并与压团还原脱锌工艺进行了对比。结果表明,干球直接还原工艺较压团块还原更为适宜;干球直接还原工艺适宜的还原温度为1250°C,还原时间50 min;采用内配煤制度,适宜的碳铁比应控制在0.25~0.35;原料结构对球团还原过程的影响不大,而球团粒径对球团脱锌有较大影响,CDQ粉作还原剂时,干球直径应控制在14~16 mm;YM煤作还原剂时,干球直径应控制在14~18 mm。

摘要： 为探究直接还原铁新工艺并提高产品质量,以全铁含量为64.71%的某低硫磁铁精矿为原料,糊精为有机粘结剂,采用内配焦炭制备生球团,在氮气的保护下进行还原焙烧试验。结果表明:在焦炭用量为20%、还原温度为1150°C、还原时间为1 h、糊精添加量为1%、磨矿细度为-0.074mm占80%、磁场强度为80 kA/m的条件下,可获得全铁含量为92.67%的直接还原铁产品,此时铁回收率为95.74%;内配1.6%的碳酸钠后,直接还原铁产品的全铁含量达到93.55%,提升近一个百分点,而铁回收率降至94.20%。SEM-EDS分析显示直接还原铁产品晶粒较大,金属铁衍射峰明显,可作为电炉炼钢中替代废钢的优质原料。

摘要： 加强固废资源高效回收利用是冶金工业的发展方向之一。本研究采用直接还原方法从赤泥中提取铁粉,以便于进一步提高低品位赤泥固废资源的利用率。对配煤比、焙烧温度、焙烧时间和磁选强度按照四因素三水平设计正交实验L_(9)(3^(4)),实验发现配煤比、焙烧温度、焙烧时间、磁选强度都会影响铁粉品位、铁回收率;影响因素由强至弱顺序为焙烧温度→磁选强度→焙烧时间、配煤比;以赤泥配煤12%、焙烧温度1 100°C、焙烧时间35 min、磁场强度3 000 Oe提铁效果较好。进一步优化实验得出:以赤泥配煤12%、焙烧温度1150°C、焙烧时间30 min、磁场强度3 000 Oe效果最好:铁粉品位96.34%,铁回收率96.46%。

摘要： 通过两步还原金属氧化物制备低氧Ti-6Al-4V合金粉末。第一步利用镁粉做还原剂,在750°C下使氧化物中的氧含量从40.02%降低至2.47%;第二步利用钙粒做脱氧剂在900°C使粉末中的氧含量降低至0.055%。产物中Ti、Al、V元素的含量分别为90.12%,5.57%和3.87%。在还原脱氧过程中引入热处理步骤,减小比表面积和孔隙率对氧含量的影响。探究了热处理温度对粉末孔隙率的影响。实验表明,1300°C的热处理温度可以使钛铝合金粉末实现致密。热力学计算和实验结果均表明,合金粉末产物中的物相为α-Ti(含Al元素)和β-Ti(含V元素),未形成Al-Mg和Al-V合金相。该方法为制备低氧钛合金粉末提供一种新思路。

摘要： 姜鑫,东北大学冶金学院冶金系副主任。主要从事高炉炼铁、烧结球团、直接还原、冶金资源与能源综合利用等领域的基础研究与应用研究,完成的两项科研成果“现代高炉最佳镁铝比冶炼技术的开发与应用”和“高炉两段式煤粉喷吹理论与关键技术及其配套装备”,被中国金属学会鉴定为国际领先水平。研究成果对钢铁冶金领域的影响如下。

摘要： 本文考察了不同碳氧比和温度条件下直接还原过程中铁还原率,金属化率,还原脱锌和脱铅率,KCI和NaCl的挥发脱除率,通过实验可知含锌粉尘制备的含碳球团可以脱除锌、铅、钾和钠,同时有效利用粉尘中的碳资源还原铁氧化物得到金属化球团在1200～1330°C范围内,温度对铁氧化物还原,锌和铅的还原脱除,KCl和NaCl的挥发脱除影响明显;当粉尘碳氧比为1.0,还原温度为1300°C,还原时间大于18min时,反应接近最终平衡点,可获得金属化率大于80％,锌铅几乎完全脱除,钾钠脱除率大于90％的金属化球团.

摘要： 以稀土矿产资源综合利用为背景,针对富稀土铁矿(RER-IM)矿物特性,研究其直接还原和渣金熔分行为.结果表明,在1100°C下,采用反应罐直接还原方法,还原3小时后,RER-IM的还原度为82％,RE(CO3)F和REPO4相分解后生成Ce4.67Si3O13相.在真空碳管炉中,采用刚玉坩埚进行渣金熔分实验,发现随温度、时间及还原度增加,渣金分离效果提高.富稀土渣的物相结构以Ca3RE2[(Si,P)O4]3F、REAlO3、CaF2及FeAl2O4相为主.熔分后富稀土渣出现分层现象,上层渣中F、P、Ba元素含量较高,稀土以Ca3RE2[(Si,P)O4]3F相为主;下层渣中RE、Si、Al含量较高,稀土以REAlO3和Ca3RE2[(Si,P)O4]3F相为主.另外,CaF2侵蚀坩埚,使渣中引入了Al2O3,改变了熔分渣的物相结构,促进了REAlO3和FeAl2O4相的生成.

摘要： 本文研究了在试验室条件下钒钛磁铁矿配煤直接还原的特点,考察了还原温度、反应时间和配碳量对直接还原金属化率的影响,以及高温熔分的形貌变化.试验结果表明,钒钛磁铁矿中Fe3O4先于FeTiO3被还原,采用直接还原可使铁优先还原为金属铁,钛仍以氧化物的形态存在;随着温度升高,球团金属化率均呈上升趋势,温度升高上升趋势减缓;反应时间控制在20min为宜,在C/O=0.9:1时,延长反应时间金属铁会被氧化.在C/O=1.1:1时,延长反应时间金属化率增加缓慢;随着温度的升高,铁连晶逐渐长大.

摘要： 高温煤气干式除尘器解决了由于煤气温度高,使传统滤料经常烧毁的难题,与下游的煤气余热回收设备联合使用时,既使煤气中的粉尘得以捕集,又使煤气余热得以充分利用,并且提高了过滤速度,降低了净煤气含尘量,过滤阻力极低,有利于煤气后续的净化与储存.高温煤气干法除尘技术采用一种内含多孔的合金材料作为干法除尘滤料,滤料耐受温度可达1000°C,净煤气含尘量可满足5mg/Nm3要求.其不但重量轻,富含微孔,透气性好,而且耐高温,过滤速度快.将其作为煤气袋式除尘的滤料,比传统滤料有明显的优越性,有望在煤气除尘领域得到广泛的应用.

摘要： 全球有大量铁锰矿(含锰23％以下,Mn/Fe为0.5％左右)此类贫锰矿的传统处理方法是电热法,其缺点是能耗高、经济效益差,因而未获广泛应用.此类贫锰矿急待有效开发利用.本文研发出采用对铁锰矿的直接还原法生产出低磷富锰渣(Mn46.69％;P0.014％;T.Fe6.31％;Zn0.025％)可作为优质锰矿和钢水(进一步可得到钢材).采用中国某地的铁锰矿(Mn14.50％;Fe33.89％;Zn1.0％)通过煤基回转炉直接还原法在试验室得到优质还原铁锰矿(铁的金属化率96.94％;Mn转化率97.07％;S0.01％;FeO2.42％;Zn0.039％).通过大量对工艺参数的条件试验,得出铁锰矿还原时间与铁的金属化率和含硫关系、与锌挥发率关系;铁锰矿还原温度与铁的金属化率和锰的转化率关系、与锌挥发量和含硫关系等.对还原铁锰矿物相X光衍射检查表明,绿色部分主要为MnO相;黑色部分主要为阿尔法铁相.在试验室条件下用上述富锰渣冶炼出优质锰铁.通过经济分析本创新法比传统法的经济效益提高3倍;烟气排放SO2、NOx、CO2降低2倍.

摘要： 中国铁矿资源具有贫、细、杂的特点,而铜渣选铜尾矿中铁品位为39.85％,明显高于中国铁矿石的平均铁品位32％.因此,对铜渣选铜尾矿进行铁的有效回收利用具有重要意义.本研究对铜渣尾矿进行高压辊磨预处理后造球,在碱度为0.3,预热温度1000°C,预热时间9min条件下对球团进行预热,预热球团抗压强度为1270N/个.将预热球团在还原温度1200°C,还原时间70min,煤矿质量比2∶1,磨矿细度-0.074mm占95％左右,磁场强度0.08T的条件下进行预热球团直接还原—磁选,得到还原铁粉铁品位90.68％,金属化率94.01％,铁回收率90.49％.还原铁粉中Cu含量为0.66％,可作为生产含铜不锈钢的原料.

摘要： 近些年来,转底炉煤基直接还原工艺在复合铁矿资源的资源综合利用方面越来越广泛.针对直接还原熔分处理稀土复合矿获得的稀土富渣,研究了稀土富渣的组成了对稀土元素富集的影响,以便于选矿工艺回收稀土.试验表明:碱度过低或者过高时(CaO/SiO2＜0.5或者3CaO/SiO2＞2.0),稀土元素富集程度不高,稀土相结晶不好;碱度1.0和1.5时,其晶粒度分别达到了100μm和60μm左右,稀土相中的稀土元素质量分数超过了50％,稀土富集效果较好;CaF2含量对稀土相结晶的影响甚小;碱度0.9时,稀土相发育最为充分,肉眼已经能观察到结晶相,其长轴和短轴分别达到了2mm、240μm.

摘要： 在实验室条件下研究了高铬型钒钛磁铁精矿含碳球团直接还原过程,采用TG-DSC对高铬型钒钛磁铁精矿煤粉混合物进行综合热分析,模拟转底炉考察了碳氧比、还原温度和还原时间等工艺参数对还原行为尤其是金属化率的影响,结合XRD对不同还原温度下的高铬型钒钛磁铁矿含碳球团还原产物的物相进行了分析.结果表明,碳氧比为1.0的高铬型钒钛磁铁精矿含碳球团在1350°C还原30min后得到的产物的金属化率为97.68％;在还原温度小于1250°C还原时,还原产物的主要物相为金属铁,同时还含有含铁黑钛石(Fe0.5Mg0.5Ti2O5)及TiO2;在1300°C还原时,出现了MgTi2O5新相;在1350°C还原时,出现了Fe-Cr及渗碳体(Fe3C)新相.

摘要： 以高纯铁精矿为原料,开展“直接还原——高温熔分”研究,制备出铁含量99.86％的工业纯铁,与传统工业纯铁生产工艺相比,具有流程短、低碳、低成本等优点,社会经济效益显著.

摘要： 本文介绍了红土镍矿回转窑直还原镍铁粉与RKEF冶炼高镍铁的双联工艺,分析了直还原镍铁粉产品的主要特点,通过将直还原镍铁粉应用于RKEF工艺生产高镍铁的工业试验,经过生产指标经济分析,指出直还原镍铁粉按照一定比例配入RKEF工艺中冶炼高镍铁时,要使得双联工艺冶炼高镍铁成本与RKEF工艺单独使用同种红土镍矿冶炼高镍铁成本相当或者降低,镍铁粉产品质量应具备的临界条件,并提出了当前双联工艺的不足及改进措施.

摘要： 本发明属于直接还原技术领域，提供一种全煤基自供热直接还原工艺，还原炉采用竖炉，该竖炉包括至少一个还原室，每个还原室由至少一个燃烧室供热。该工艺采用块煤作为还原剂，该块煤中，以质量百分比计，固定碳含量为65%~75%，挥发分含量为20%~35%；还原过程产生的煤气及煤中受热分解的挥发分通入燃烧室燃烧提供热源，实现自供热直接还原，无需使用或仅少量使用额外的天然气等燃料，能耗低，节能环保。采用的煤为廉价的低等级的烟煤，实现了全煤基自供热还原，节能环保，且生产成本较低。

摘要： 一种直接还原用原料，其在竖炉中被还原气体还原，其特征在于，具备原料和被覆层，所述被覆层被覆所述原料的周围并且具有多孔结构，装入所述竖炉前的所述被覆层的气孔率为20体积％以上，并且所述被覆层不含有氢氧化物，包含Ca的氧化物。

摘要： 一种直接还原用原料，在竖炉中被还原，其具备原料、和将所述原料的周围被覆且具有气孔率为20体积％以上的多孔结构的被覆层。

摘要： 本发明提出一种含铁复合球团的直接还原工艺和直接还原装置，采用回转窑预还原‑熔分炉深度还原的方法，将煤基回转窑依次划分为干燥段、预热段、等离子还原段、还原焙烧段和缓冷段进行Fe2O3→Fe3O4→FexO阶段的预还原步骤，达到一定还原度的预还原产物和残煤一起热装进入熔分炉中进行FexO→Fe阶段的深度还原反应。同时通过特殊结构的含铁复合球团设计与回转窑风流内循环系统和重整气的风流外循环系统相互协同，大大增强了料层的还原气氛、强化了还原剂在铁矿球团颗粒中的扩散、强化了低温段还原剂在铁矿球团颗粒界面的还原反应，最终实现了铁氧化物还原过程的高效化。

摘要： 描述了用具有少于10mol.％氮气(N2)和多于80mol.％甲烷(CH4)的气态还原料流生产直接还原铁的系统和方法。一种方法包括从气态料流中分离N2以生产还原料流并使还原料流与铁矿石在足以形成直接还原铁的条件下接触。还原料流中N2含量的减少使总的钢产能提高了至少2％。

摘要： 本发明属于直接还原技术领域，提供一种全煤基自供热直接还原工艺，还原炉采用竖炉，该竖炉包括至少一个还原室，每个还原室由至少一个燃烧室供热。该工艺采用块煤作为还原剂，该块煤中，以质量百分比计，固定碳含量为65%~75%，挥发分含量为20%~35%；还原过程产生的煤气及煤中受热分解的挥发分通入燃烧室燃烧提供热源，实现自供热直接还原，无需使用或仅少量使用额外的天然气等燃料，能耗低，节能环保。采用的煤为廉价的低等级的烟煤，实现了全煤基自供热还原，节能环保，且生产成本较低。

摘要： 直接还原铁的制造装置(100)包括：变换反应器(25)，其利用水煤气变换反应而由直接还原炉(30)的排出气体获得氢浓度比排出气体的氢浓度高的反应气体；脱CO

摘要： 本实用新型涉及一种氨气直接还原铁工艺中直接还原竖炉的预热装置，包括预热装置本体、混合燃烧器及海绵铁还原层；预热装置本体的顶部设混合燃烧器，预热装置本体的底部设高温烟气出口；预热装置本体中沿高向设有多层海绵铁还原层；混合燃烧器上设有氢气入口管、氨气入口管及空气入口管；海绵铁还原层由支撑格栅及置于其上的海绵铁组成。本实用新型是一种高效清洁的加热装置，用于在氨气直接还原铁工艺的工业化生产转化过程中，燃烧氨气并将高温烟气中微量的NO经过海绵铁还原层去除，生成主要成分为N2的高温烟气，该高温烟气通入直接还原竖炉的预热段对铁矿石进行预热，能够保证直接还原铁过程无CO2产生，从而实现近零排放。

摘要： 本实用新型涉及一种用于直接还原铁矿石的直接还原系统，该直接还原系统包括回路，该回路设置有：反应器，所述反应器具有适于从上方被装载有所述铁矿石的还原区；补充还原气体的外部源；回收和处理管线，所述回收和处理管线被放置在反应器的下游，用于回收和处理离开反应器的排出气体；处理和进料管线，所述处理和进料管线被放置在反应器的上游，用于处理通过将来自外部源的补充还原气体与在回收和处理管线中处理的排出气体混合而获得的工艺气体，并且用于向还原区进料所述工艺气体；其特征在于，补充还原气体的所述外部源是纯氢气源或具有等于以体积计至少80％的氢气含量的气体源。

摘要： 本实用新型涉及一种煤基直接还原竖炉，包括炉体和空气涡流管，所述炉体上设有烧嘴，所述烧嘴连接有燃气供管和助燃气供管，所述空气涡流管的高温空气出口与所述助燃气供管连通。另外还涉及一种采用上述煤基直接还原竖炉的直接还原生产系统。本实用新型提供的煤基直接还原竖炉以及直接还原生产系统，通过空气涡流管直接产生高温空气，并作为助燃空气使用，可显著地提高助燃空气的温度，使燃气充分燃烧，从而有效地改善燃气燃烧的效率，降低生产能耗。