含碳铬矿团块高温还原过程中金属相的凝聚

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1、万方数据万方数据万方数据第5期薛正良等含碳铬矿团块高温还原过程中金属相的凝聚和内配碳比都能提高还原产物的气孔率，因而改善了Cr20。的还原动力学条件。从图1的实验结果也可以看出，低内配碳时渣相碱度对Cr20，的还原率的影响远比高内配碳比时大。也就是说，渣相碱度对Cr20，还原率的影响随内配碳比的增加而逐渐减小。3含碳铬矿团块高温还原过程中还原产物的性状3．1含碳铬矿团块还原过程中结构变化含碳铬矿团块还原过程中的结构将随着内配碳比、渣相组成和还原温度的不同发生变化。当还原温度为1350cC时，内配碳比为1．2～1．6、渣相碱度(R)为1．4的试样还原后在高温下

2、外形完整，表面呈烧结状，有较高的强度，冷却后局部粉化成渣状，渣相和金属相不能分开；当渣相碱度提高到1．6时，试样高温下外形完整，冷却后自然粉化，通过筛分可分离出金属含量较高的渣状金属相和金属含量低的灰色粉末状渣相，金属相中带渣，渣相中带金属，渣与金属分离不完全。当还原温度为1450℃时，各种配比的试样在高温下均发生不同程度的软化或熔融状态。渣相碱度为1．4的试样已发生熔融，冷却后呈渣块状，无法区分渣和金属；当渣相碱度提高到1．6时，试样性状发生质的变化。高温下试样仍保持一定的几何外形，试样表面有淡绿色渣相析出，冷却到200℃以下时试样完全自然粉化，用筛分法或

3、磁性分离法很容易地将块状或颗粒状金属相与白色粉末状渣相完全分离开来【砌。从实验结果看，影响预还原团块整体结构变化的主要因素是渣相碱度陋)和预还原温度。图2给出了两种碱度的含碳铬矿团块的渣相在CaO．灿：O，．MgO—Si02四元相图中的位置。圈2含碳铬矿团块中的渣相组成Fig．2compositionsofslagphaseinsynth砸cchroInitebriquetbe8图2表明，当含碳铬矿团块中的渣相碱度为1．4时，其组成落在黄长石、镁硅钙石和正硅酸钙的三相点附近；而当含碳铬矿团块的渣相碱度升高到1．6时，其组成落在正硅酸钙初晶区内，液相线温度为1

4、600℃。正硅酸钙(2CaO·SiO：)是一种结构不稳定的矿物，当从高温向低温冷却过程中，正硅酸钙的结构从仅型(2130一1438cc)向仅’型(1438～705℃)、B型(705—525℃)和1型(<525cC)转变。p一2CaO·Si02是一种亚稳态结构，当快速冷却时可一直保持到室温，然后逐渐向晶型结构更稳定的Y．2CaO·SiO：转变，矿物的密度也从B-2CaO·SiO：的3．28g／cm3降低到1—2CaO·Si02的2．97∥cm3，体积膨胀10例11】。这是高碱度预还原含碳铬矿团块产生自然粉化的根本原因。预还原温度对还原产物结构的影响主要决定于正

5、硅酸钙大量生成的温度。实验中发现，只有当预还原温度≥1400℃时，冷却后的预还原产物的渣相和万方数据铁合金2004盎金属相才能完全分离。这一现象表明渣相中正硅酸钙大量生成的温度为1400oC。这也是采用这一方法获得铁合金的最低还原温度。3．2内配碳比和还原温度对金属相凝聚状态的影响，3．2．1内配碳比的影响当含碳铬矿团块的渣相碱度为1．6时，从1450oC还原的试样中用60目筛子分离出的金属相颗粒状态见图3。从图3可以看出，随着含碳铬矿团块中内配碳比增加，金属相的颗粒平均尺寸变小，即内配碳比升高不利于金属相聚集长大。C／O：1．2C／O=I．4C／O=I．6

6、图31450℃还原产物中分离出的金属相形态Fig．3Themorphdogiesofmetalphaseseparatedfromreducingproductsatreducingtemperatureof1450℃对图3中三种金属相作化学分析，发现金属含碳量随内配碳增加而升高，分别为7．56％、8．06％和8．76％。含碳量越高，碳化铬的熔点也越高，也就不利于金属通过扩散聚集。3．2．2还原温度的影响从图3的实验结果已经知道，含碳铬矿团块中过高的内配碳比不利于金属相的聚集长大。因此，在这一组实验中，将含碳铬矿团块的内配碳比定为1．2，1400℃渣相碱度为

7、1．6，研究不同还原温度下金属相的聚集长大情况，还原温度为14000C、1450℃和1500oC。还原后试样用60目筛子筛分出的金属相颗粒状态见图4。从图3可以清楚地看出，高温有利于金属相的扩散长大。当还原温度从1400℃升高到1450oC时，金属相颗粒尺寸迅速增加；而当还原温度从1450oC提高到1500℃时，金属相颗粒尺寸增长幅度相对较小。1450℃1500℃图4不同温度下还原产物中分离出的金属相形态Fig．4Themorphologiesofmetalphaseseparatedfromreducingproductsatdifferentreduci

8、ngtemperatures．。．，．条件，因而提高