阐释磁铁矿钒钛磁铁矿高炉冶炼过程中碳氮化钛形成条件与调控机制学位

论文导读：型41-423.2.2计算结果与讨论42-463.3小结46-484高炉内不同区域的渣—铁反应48-724.1死料层的渣—铁反应49-574.1.1死料层区域渣—铁反应模型建立50-514.1.2结果与讨论51-574.2炉缸区域的渣—铁反应57-644.2.1炉缸区域渣—铁反应模型建立57-584.2.2结果与讨论58-644.3渣—铁反应的实验验证64-704.3.1实验原料64-65
摘要：上个世纪七十年代，我国成功解决了高炉冶炼钒钛磁铁矿这一世界性的难题。在探讨高炉冶炼钒钛磁铁矿的历程中曾有着炉渣泡沫化、炉渣变稠、渣铁难分、脱硫效率低下等不足，探讨发现，这些不足都是与钛氧化物的过还原而产生的高熔点物相碳氮化钛紧密相关，由此在高炉冶炼钒钛磁铁矿时原料中添加适量普通矿石，在一定程度上缓解了这些不足，但这也限制了钒钛磁铁矿资源的有效利用，另外，在普通矿石不断上涨的前提下，无疑增加了冶炼成本。由此，抑制高炉内碳氮化钛的形成已经成为有效利用钒钛磁铁矿的关键点。本论文首先利用热力学软件FACTSage对二氧化钛碳热还原以及炉渣熔化性能进行计算，计算结果与前人的探讨结果以及实验结果基本一致；其次对高炉内碳氮化钛形成的两条路径：渣铁反应与渣焦反应进行模拟计算；最后根据计算结果提出抑制碳氮化钛形成的操作措施。热力学计算表明，在渣焦反应生成碳氮化钛历程中，碳氮化钛在软熔带区域就有可能产生碳氮化钛，这一结论和高炉解剖实验结果一致；在攀钢当前生产原料条件下，论述上开始产生碳氮化钛的温度约1280℃；提升系统的压力和富氧的手段均能抑制高炉内碳氮化钛的形成；调节炉渣成分也能抑制碳氮化钛的形成，比如降低渣中二氧化钛和氧化铝含量，提升碱度和氧化镁含量；但降低渣中二氧化钛并不可取，只能通过其他手段来抑制碳氮化钛的形成。渣铁反应生成碳氮化钛历程中，其产生的碳氮化钛成分为TiC_(0.67)N_(0.33)；随着温度与渣中TiO_2含量的增加，Ti(C,N)中TiC含量增加，这一走势与论述计算结果相一致；论述计算表明，抑制该反应的措施与抑制渣焦反应的措施类似。当系统中氮分压降低以后，能有效抑制碳氮化钛的形成；提升炉渣碱度和渣中氧化镁的含量，降低渣中氧化铝含量均能抑制碳氮化钛的形成。关键词：高炉论文钒钛磁铁矿论文碳氮化钛论文FACTSage论文
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Abstract4-6
目录6-8
1 绪论8-18

1.1 探讨背景8-11

1.2 高炉冶炼钒钛磁铁矿历程的不足11-15

1.2.1 炉渣粘稠11-13

1.2.2 泡沫渣13-14

1.2.3 渣中带铁14-15

1.3 本探讨的学术和实用作用15

1.4 本论文探讨不足的思路15-16

1.5 本论文探讨内容16-18

2 热力学计算的验证18-32

2.1 TiO2碳热还原反应的验证18-24

2.

1.1 模型与验证策略18

2.

1.2 计算结果18-24

2.2 高钛型高炉渣性质的验证24-30

2.1 高钛型高炉渣的熔化特性24-28

2.2 高钛型高炉渣结晶历程28-30

2.3 小结30-32

3 高炉内不同区域的渣-焦反应32-48

3.1 软熔带-滴落带的渣-焦反应32-41

3.

1.1 软熔带-滴落带的渣-焦反应的模型建立33-34

3.

1.2 计算结果与讨论34-41

3.2 炉缸区域的渣-焦反应41-46
3.

2.1 炉缸区域渣-焦反应计算模型41-42

3.

2.2 计算结果与讨论42-46

3.3 小结46-48
4 高炉内不同区域的渣—铁反应48-72

4.1 死料层的渣—铁反应49-57

4.

1.1 死料层区域渣—铁反应模型建立50-51

4.

1.2 结果与讨论51-57

4.2 炉缸区域的渣—铁反应57-64
4.

2.1 炉缸区域渣—铁反应模型建立57-58

4.

2.2 结果与讨论58-64

4.3 渣—铁反应的实验验证64-70
4.

3.1 实验原料64-65

4.

3.2 实验步骤65

4.

3.3 实验结果及浅析65-70

4.4 小结70-72
5 结论72-74
致谢74-76
参考文献76-80
附录80
A 作者在硕士学位期间发表的论文与专利目录80
B 作者在硕士学位期间参与的科研项目80
C 作者在硕士学位期间参与的学术活动80