·1172· 北京科技大学学报 第36卷 渣 润湿作用好 洞湿作用差 熔化开始 离 熔化边界 铁熔体 碳 (a) 图12铁熔化及渣铁分离过程 Fig.12 Process of iron melting and iron-slag separation 液相转变的区域 但球团还原和渗碳速率过快，最终球团金属化率仅 表4不同工艺参数含碳球团熔分后珠铁中碳含量 为88.9%；煤粉低温时反应性最好，灰分熔点低，有 Table 4 Content of carbon in iron nuggets after carbon-bearing pellet 利于球团还原熔分.因此适宜的还原剂选择煤粉 melting at different parameters (4)含碳球团还原熔分包括直接还原反应、间 含碳球团 珠铁 接还原反应、碳的气化反应、渗碳反应和铁的熔化反 温度/℃ C/0摩尔比 还原剂 C质量分数/% 应，其中渗碳反应使铁的熔点降低，是促进铁熔化的 1400 1.0 煤粉 2.84 重要过程，随后液态铁和熔渣由于密度、表面张力等 1400 1.2 煤粉 2.24 差异逐渐分离开来 1450 1.2 煤粉 2.62 1400 1.4 煤粉 2.81 参考文献 1400 1.2 焦粉 1.73 [1]Ohno K,Kaimoto M,Maeda T,et al.Effect of slag melting be- havior on metal-slag separation temperature in powdery iron.slag and carbon mixture.IS/J Int,2011,51(8):1279 1600+液相 6-F4500 49 液相 [2]Kobayashi I,Tanigaki Y,Uragami A.A new process to produce 1400 y-Fe iron directly from fine ore and coal.Iron Steelmaker,2001,28 13008-Fe+y-Fe 奥氏体+液相 (9):19 ￡1200 [3]Nagata K,Kojima R,Murakami T,et al.Mechanisms of pig-iron 数1100 共晶温度1147℃ 1000 making from magnetite ore pellets containing coal at low tempera- a-Fe+y-Fe 900 奥氏体+渗碳体Fe,C ture.ISJt,2001,41(11):1316 800 [4]Wang G,Wang JS,Ding Y G.et al.New separation method of 700 c-Fe(铁素体+渗碳体Fe,C boron and iron from ludwigite based on carbon bearing pellet re 600 0.51.01.52.0253.0354.04.5 duction and melting technology.ISI/Int,2012,52(1):45 碳质量分数% [5]Ding Y G,Wang J S,Wang G,et al.Innovative methodology for 图13Fe-C相图 separating of rare earth and iron from bayan obo complex iron ore Fig.13 Fe-C phase diagram SJ1nt,2012,52(10):1772 [6]Nogueira A E A,Mourao M B,Takano C,et al.Effect of slag composition on iron nuggets formation from carbon composite pel- 3结论 lets.Mater Res,2010,13(2):191 (1)温度对含碳球团还原熔分行为有较大影 [7]Iguchi Y,Takada Y.Rate of direct reactions measured in vacuum ofrrbo composite pellets heated at high temperatures: 响，1350℃下球团不能熔分，1450℃下熔分效果不 influence of carbonaceous materials,oxidation degree of iron ox- 佳，适宜的温度为1400℃. ides and temperature.ISIJ Int,2004,44(4):673 (2)配碳量主要影响含球团的熔分行为，配碳 [8]Birol B,Saridede M N.The effect of reduction parameters on iron 量增加使球团熔分时间缩短，但配碳量过高阻碍金 nugget production from composite pellets.Miner Process Extr Met- all Rev,2013,34(4):195 属铁聚集长大，适宜的碳氧摩尔比应取1.2. [9]Yang J,Mori T,Kuwabara M.Mechanism of carbothermic reduc- (3)焦粉反应性差，灰分熔点高于1500℃，不 tion of hematite in hematite-carbon composite pellets.IS/Int, 利于球团还原熔分；石墨高温时反应性好，灰分低， 2007,47(10):1394? 1 1 7 2 . 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 化开始 厂 、 卜 聽边界 、 铁 铁熔体 图 铁熔化及 渣铁 分离 过程 液相转变 的 区域 但球团还原和渗 碳速率过快 最终球团 金属 化率仅 表 不 同工艺 参数含 碳球 团 培分后珠铁 中 碳含量 为 ； 煤粉低温 时反 应性最好 , 灰 分溶 点 低 , 有 利 于球 团 还原溶分 因 此适宜 的 还原 剂选 择煤粉 含碳球团 还原 溶分包括直接还 原反应 、 间 含碳球 团 珠 铁 接还原反应 、 碳的 气化反应 、 渗碳反应 和铁的 溶化反 温度 摩 尔 比 还 原剂 质量分数 应 , 其中 渗碳反应使铁的 熔点降低 , 是促进铁熔化的 重 要过 程 , 随后液 态铁和 熔渣 由 于密度 、 表面 张力 等 煤粉 差 异逐渐分离开来 煤粉 煤粉 焦 粉 , 液相 液相 , , ■ 、 — 赵 共 晶 温度 坊 丫 奥 氏体 渗 碳体 , 铁素 体 ) 渗 碳 体 ( 、 — — ： 碳 质量 分数 图 相 图 ： ‘‘ 结论 ’ , ： 、 — 一 , , ■ 、 … 、 十 … , , 温度 对含碳球 团 还 原熔 分打为 有较 大 影 ： 响 , 下球团 不 目匕 馆 分 , ° 下 馆 分政 果 不 佳 适宜的温 度 为 , ： 配 碳量 主要 影 响 含球 团 的 溶分行 为 , 配碳 , 量增加 使球团 熔 分时 间 缩 短 , 但配碳量过 高 阻 碍金 属铁 聚集长大 , 适 宜的碳氧摩 尔 比 应取 「 二 , ’ 」 , 丨, 丨 焦 粉反应 性 差 , 灰 点 阿 于 , 不 。 , 利 于球 团还原溶 分 ； 石 墨 高 温时 反应性好 , 灰 分低