。1414 北京科技大学学报 第32卷 (1)气源：氮气源1、氢气源2和二氧化碳气源 HG100%C9?矿粉粒度为因子DD0.18~ 3H还原使用装置1和2C0还原使用装置1、3和 0.154m四D2μ四每次实验矿粉用量取50g氮 4C)通过高温焦炭生成CQ经NaCH KCH和 气流量为4~5Lmr;氢气或一氧化碳流量为 NaCO等过滤吸收残余的CO和HQ得到100% 2 L min! CQ 表1正交试验因素水平表 (2)煤气重整装置4功率3.5W电压AC Tabl 1 Facior levels of onhogonal test 0~150V发热元件为FCA电热丝.最高使用温 度1250℃. 水平 温度℃还原时间/h 气氛 矿粉粒度 (3)电阻炉6发热元件为FCA1额定功率 650 H 0.18mm 8N最高工作温度1100℃.工作电压220V 700 1 0 2μm (4)失重计量仪&精度为01g 3 750 一 1.5试验指标、因子和水平 4 850 按GB/T13241一91由失重量计算出还原度R 作为目标变量： 16正交表试验设计 R=01I1W+ 円-m 考虑到气氛、温度等因素有可能对粒度造成干 0.430ym×0.430y (1) 扰，特采取正交试验设计予以排除，分离.超细 式中，R为还原度；为试样的质量，多叫为还原开 赤铁矿粉非熔态还原实验按改造后的【6(2“)正交 始前试样的质量，多m为还原t(m后试样的质 表安排试验，表头设计如表2所示，16次试验的方 量，多W为实验前试样中FO的质量分数；为实 案和结果列于表3其中，四水平的因子A占据了 验前试样中全铁的质量分数. 第1、2和3列，考虑到还原时间和温度对还原的影 还原实验的因素水平如表1所列.温度为因子 响可能有交互作用，固留出第56和7三列来估计 AA650℃，A700℃A750℃A850℃：还原时 交互作用AX的影响，其余第10~15列作为误差 间为因子BB4hB7h还原气氛为因子CC纯 项(，与高级交互作用混杂 表2改造后的【(25)正交表表头设计 Table2 Design of the(25)onhogonal outsuand ng head after tmrspmaticn 因子 A A B AXB AXB AXB C D e e e e e 列 3 6 7 89101112 131415 表3正交试验方案及实验结果 Table 3 Orthoganal est Progrms and expermental esults 列号 试验 还原度， 4 号 123 567 8 9 10112131415 方案 A B AXB C D e R/ 1 650(1) 4(1) 马(1) 018mm1) AECD 15.10 2 650(1) 41) 002) 2m2) ABCD 30.64 650(1) 7(2) H(1) 018mm1) ABC D 28.33 4 650(1) 7(2) 002) 2μm2) ABCD 41.66 5 7002) 4(1) 马() 0.18mm) ABCD 27.23 6 700(2) 4(1) C02) 2μ2) ABCD 427 7 700(2) 7(2) H() 018mm1） ABC D 34.94 8 700(2) 7(2) C0X2) 2μm2) ABCD 47.18 9 750(3) 4(1) H,() 2μm2) ABCD 51.58 10 750(3) 4(1) C02) 018mmy1)） ABCD 11.9 11 750(3) 7(2) H(1) 2μm2) ABC D 74.3 12 750(3) 7(2) C02) 018mm1) ABCD 20.61 13 8504) 4(1) () 2μm(2) ABCD 64.81 14 850(4) 4(1) C02) 018mm1) ABCD 18.41 5 850(4) 7(2) H() 2μm2) ABCD 76.94 16 850(4) 7(2) C02) 018mm1） ABCD 28.33北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 ( 1) 气源:氮气源 1、氢气源 2和二氧化碳气源 3.H2还原使用装置 1和 2;CO还原使用装置 1、3和 4, CO2通过高温焦炭生成 CO, 经 NaOH、 KOH和 NaCO3等过滤吸收残余的 CO2和 H2 O, 得到 100% CO. ( 2) 煤气重整装置 4:功率 3.5 kW, 电压 AC 0 ～ 150 V, 发热元件为 FeCrAl电热丝, 最高使用温 度 1 250 ℃. ( 3) 电阻炉 6:发热元件为 FeCrAl, 额定功率 8 kW, 最高工作温度 1 100℃, 工作电压 220 V. ( 4) 失重计量仪 8:精度为 0.1 g. 1.5 试验指标、因子和水平 按 GB/T13241— 91由失重量计算出还原度 R, 作为目标变量: Rt= 0.111w1 0.430w2 + m1 -mt m0 ×0.430w2 , ( 1) 式中, Rt为还原度 ;m0为试样的质量, g;m1 为还原开 始前试样的质量, g;mt为还原 t( min) 后试样的质 量, g;w1为实验前试样中 FeO的质量分数 ;w2为实 验前试样中全铁的质量分数. 还原实验的因素水平如表 1所列 .温度为因子 A:A1 650℃, A2 700 ℃, A3 750 ℃, A4 850 ℃;还原时 间为因子 B:B1 4 h, B2 7 h;还原气氛为因子 C:C1纯 H2, C2 100% CO;矿粉粒度为因子 D:D1 0.18 ～ 0.154 mm, D2 2 μm.每次实验矿粉用量取 50 g.氮 气流量为 4 ～ 5 L·min -1;氢气或一氧化碳流量为 2 L·min -1. 表 1 正交试验因素水平表 Table1 Factorlevelsoforthogonaltest 水平 A, 温度 /℃ B, 还原时间 /h C, 气氛 D, 矿粉粒度 1 650 4 H2 0.18mm 2 700 7 CO 2μm 3 750 — — — 4 850 — — — 1.6 正交表试验设计 考虑到气氛、温度等因素有可能对粒度造成干 扰, 特采取正交试验设计予以排除 、分离 [ 9 -10] .超细 赤铁矿粉非熔态还原实验按改造后的 L16 ( 2 15 )正交 表安排试验, 表头设计如表 2 所示, 16 次试验的方 案和结果列于表 3.其中, 四水平的因子 A占据了 第 1、2和 3列, 考虑到还原时间和温度对还原的影 响可能有交互作用, 固留出第 5、6 和 7三列来估计 交互作用 A×B的影响, 其余第 10 ～ 15列作为误差 项 ( e), 与高级交互作用混杂. 表 2 改造后的 L16 ( 2 15 )正交表表头设计 Table2 DesignoftheL16 ( 2 15 ) orthogonaloutstandingheadaftertransformation 因子 A A A B A×B A×B A×B C D e e e e e e 列 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 表 3 正交试验方案及实验结果 Table3 Orthogonaltestprogramsandexperimentalresults 试验 号 列号 1, 2, 3 4 5, 6, 7 8 9 10, 11, 12, 13, 14, 15 A B A×B C D e 方案 还原度, R/% 1 650( 1) 4( 1) H2 ( 1) 0.18mm( 1) A1B1C1D1 15.10 2 650( 1) 4( 1) CO( 2 ) 2μm( 2) A1B1C2D2 30.64 3 650( 1) 7( 2) H2 ( 1) 0.18mm( 1) A1B2C1D1 28.33 4 650( 1) 7( 2) CO( 2 ) 2μm( 2) A1B2C2D2 41.66 5 700( 2) 4( 1) H2 ( 1) 0.18mm( 1) A2B1C1D1 27.23 6 700( 2) 4( 1) CO( 2 ) 2μm( 2) A2B1C2D2 42.77 7 700( 2) 7( 2) H2 ( 1) 0.18mm( 1) A2B2C1D1 34.94 8 700( 2) 7( 2) CO( 2 ) 2μm( 2) A2B2C2D2 47.18 9 750( 3) 4( 1) H2 ( 1) 2μm( 2) A3B1C1D2 51.58 10 750( 3) 4( 1) CO( 2 ) 0.18mm( 1) A3B1C2D1 11.79 11 750( 3) 7( 2) H2 ( 1) 2μm( 2) A3B2C1D2 74.73 12 750( 3) 7( 2) CO( 2 ) 0.18mm( 1) A3B2C2D1 20.61 13 850( 4) 4( 1) H2 ( 1) 2 μm( 2) A4B1C1D2 64.81 14 850( 4) 4( 1) CO( 2 ) 0.18mm( 1) A4B1C2D1 18.41 15 850( 4) 7( 2) H2 ( 1) 2μm( 2) A4B2C1D2 76.94 16 850( 4) 7( 2) CO( 2 ) 0.18mm( 1) A4B2C2D1 28.33 · 1414·