D0110.13374/i.issnl001053x.2010.11.07 第32卷第11期 北京科技大学学报 Vo32N911 2010年11月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing Noy 2010 超细赤铁矿粉非熔态还原实验研究 李士琦》李瑾12) 高金涛”谷林1)侯娜娜) 陈代明)赵 传) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)北京市环境保护科学院，北京100037 3)中国投资协会，北京100037 摘要研究了平均粒度为2rm的超细赤铁矿粉和粒度分布为Q18~Q154m的常规细矿粉在非熔态下的还原情况.以 矿粉的还原度为目标，用改造后的【6(2“)正交表安排4×2次试验，以排除还原气氛，还原温度和还原时间等因素的干扰. 结果表明，在纯H,100%QO两种气氛下，温度为650~850℃时，均能实现不同程度F9Q→F的还原，与常规粒度矿粉相 比，超细矿粉的还原度较高，获得相同还原度时所需的还原温度约低365℃.试验中，各因子之间均无相关性，可分别估计其 定量的影响，建立线性回归式。超细赤铁矿粉非熔态还原后的粒度分布观察表明，颗粒间并未发生烧结，还原产物仍为粉状. 关键词赤铁矿：还原：正交试验：线性回归 分类号TF5331 Experm ental study on reducton of ultrafine hematite powder at nonmolten state LI Shiqi L.I Jin 2)GAO Jin to GU Lin 3 HOU Na_nal)CHEN Daiming ZHAO Chuan) 1)SchoolofMeallugcal and Ecopgical Engmeering University of Science and Technokgy Beijing Beijng 100083 Chna 2)Beijng Acadmy of Enviomenl Prorection Beijng 100037 China 3)The hvest Assoc iation ofChina Beijing100037 China ABSTRACT The reduction degrees of ultra fine hematite powder(the average particle size is2um and conventional hem atite pow der(he range ofparticle size isa 18 p0.154mm)in non molten process were suded Takng the reducton degree of hem atite pow der as a target and accordng p he tanspmed)orhopnal b a seres of4x tmes expermentswere arranged to elmi nate he ntererence of reducton amosphere reduction temperature and reduction tine The resu lts show hat ultra fine hematite pow der can be reduced from Fe(p Fe at different degrees Conpared wih conventional particle sze hematite powder ultra fine hematite powder has a h gher reductpn degree and he reductpn tmpenture required to access he sae reduction degree lowers about365C under the conditpn of650 to850C and pureH or100 CO amosphere There is no comelation amang these actor he quantitative mpact of them can be separatey estinated and his provies a basis pr estab lishing an equaton of linear regress ion for each of them Afer reduction at non molten ste the particle size distribu tion of hematite powder nd icates that inter-particle si erng does not occur and the reduction product is still powdery KEY WORDS hematite reduction orthogonal test linear regress ion 目前，由铁矿石制取生铁的工艺路线是“先还 本研究根据对典型高磷赤铁矿的化学分析和物 原，后熔分”，在高炉炼铁过程中，磷等杂质元素几 相分析结果，提出“超细赤铁矿粉在非熔态下实现 乎全部进入铁熔体，还需在转炉炼钢过程中再氧化 还原”的工艺思想，试图在熔分工序前将铁的氧化 去除”.尽管我国钢铁工业在一定程度上受制于铁 物予以还原，而避免磷、硫等杂质元素在高温熔分过 矿资源，然而仍有大量的赤铁矿资源未能开发利 程中被还原而进入铁熔体 用23 本文研究选用湖北恩施某企业的赤铁矿，使用 收稿日期：2010一05一27 作者简介：李士琦(1942-)，男，教授，顾士，Ema@me1 ust edu cn第 32卷 第 11期 2010年 11月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.32 No.11 Nov.2010 超细赤铁矿粉非熔态还原实验研究 李士琦 1) 李 瑾 1, 2 ) 高金涛 1) 谷 林 1, 3 ) 侯娜娜 1) 陈代明 1) 赵 传 1 ) 1)北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083 2)北京市环境保护科学院, 北京 100037 3)中国投资协会, 北京 100037 摘 要 研究了平均粒度为 2 μm的超细赤铁矿粉和粒度分布为 0.18 ～ 0.154 mm的常规细矿粉在非熔态下的还原情况.以 矿粉的还原度为目标, 用改造后的 L16 ( 2 15 )正交表安排 4 ×2 3次试验, 以排除还原气氛、还原温度和还原时间等因素的干扰. 结果表明, 在纯 H2、100% CO两种气氛下, 温度为 650 ～ 850 ℃时, 均能实现不同程度 Fe2O3※Fe的还原, 与常规粒度矿粉相 比, 超细矿粉的还原度较高, 获得相同还原度时所需的还原温度约低 365 ℃.试验中, 各因子之间均无相关性, 可分别估计其 定量的影响, 建立线性回归式.超细赤铁矿粉非熔态还原后的粒度分布观察表明, 颗粒间并未发生烧结, 还原产物仍为粉状. 关键词 赤铁矿;还原;正交试验;线性回归 分类号 TF533.1 Experimentalstudyonreductionofultra-finehematitepowderatnon-molten state LIShi-qi1) , LIJin1, 2) , GAOJin-tao1) , GULin1, 3) , HOUNa-na1) , CHENDai-ming1) , ZHAOChuan1) 1) SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China 2) BeijingAcademyofEnvironmentalProtection, Beijing100037, China 3) TheInvestAssociationofChina, Beijing100037, China ABSTRACT Thereductiondegreesofultra-finehematitepowder( theaverageparticlesizeis2μm ) andconventionalhematitepow￾der( therangeofparticlesizeis0.18 to0.154mm) innon-moltenprocesswerestudied.Takingthereductiondegreeofhematitepow￾derasatargetandaccordingtothetransformedL16 ( 2 15 ) orthogonaltable, aseriesof4 ×2 3 timesexperimentswerearrangedtoelimi￾natetheinterferenceofreductionatmosphere, reductiontemperatureandreductiontime.Theresultsshowthatultra-finehematitepow￾dercanbereducedfromFe2O3 toFeatdifferentdegrees.Comparedwithconventionalparticlesizehematitepowder, ultra-finehematite powderhasahigherreductiondegree, andthereductiontemperaturerequiredtoaccessthesamereductiondegreelowersabout365℃ undertheconditionof650 to850℃ andpureH2 or100% COatmosphere.Thereisnocorrelationamongthesefactors, thequantitative impactofthemcanbeseparatelyestimated, andthisprovidesabasisforestablishinganequationoflinearregressionforeachofthem. Afterreductionatnon-moltenstate, theparticlesizedistributionofhematitepowderindicatesthatinter-particlesinteringdoesnotoccur andthereductionproductisstillpowdery. KEYWORDS hematite;reduction;orthogonaltest;linearregression 收稿日期:2010-05-27 作者简介:李士琦 ( 1942— ), 男, 教授, 硕士, E-mail:lishiqi@metall.ustb.edu.cn 目前, 由铁矿石制取生铁的工艺路线是 “先还 原, 后熔分 ”, 在高炉炼铁过程中, 磷等杂质元素几 乎全部进入铁熔体, 还需在转炉炼钢过程中再氧化 去除 [ 1] .尽管我国钢铁工业在一定程度上受制于铁 矿资源, 然而仍有大量的赤铁矿资源未能开发利 用 [ 2 -3] . 本研究根据对典型高磷赤铁矿的化学分析和物 相分析结果, 提出 “超细赤铁矿粉在非熔态下实现 还原 ”的工艺思想, 试图在熔分工序前将铁的氧化 物予以还原, 而避免磷、硫等杂质元素在高温熔分过 程中被还原而进入铁熔体. 本文研究选用湖北恩施某企业的赤铁矿, 使用 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2010.11.007