CO气氛下CaO、MgO对金属铁析出微观形貌的影响.pdf

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1、第32卷第5期矿冶工程Vo1．32№52012年l0月MININGANDMETALLURGICALENGINEERING0ctober2012CO气氛下CaO、MgO对金属铁析出微观形貌的影响①赵志龙，唐惠庆，郭占成(北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京100083)摘要：采用原位观察和同步热分析的方法，研究了CaO和Mg0对氧化铁气基还原过程中金属铁的成核和生长过程的影响。并结合扫描电镜、能谱和红外光谱等分析，从微观角度揭示矿相组成CaO、MgO对气体还原时气固界面上金属铁析出行为的影响机理。实验结果表明，CaO和Mgo通过改变Fe0一Fe转变

2、速率来影响金属铁析出形态。其中掺入MgO是通过降低还原速率的方式抑制铁晶须生长，掺人质量分数达2％即可完全消除铁晶须；而CaO通过加速还原来抑制铁晶须生长，掺入质量分数达8％时铁晶须消失。关键词：炼铁；原位观察；气基还原；铁晶须；MgO；CaO中图分类号：TF55文献标识码：A文章编号：0253—6099(2012)05—0105—05InfluencesofCaOandMgOonPrecipitationMicro-morphologyofMetallicironunderCOAtmosphereZHAOZhi—long，TANGHui-qing，GUO

3、Zhan-cheng(StateKeyLaboratoryofAdvancedMetallurgy，Unive~ityofScienceandTechnologyBelting，Beijing100083，China)Abstract：TheinfluencesofCaOandMgOonthenucleationandgrowthofmetallicironingas—basedreductionofFe2O3wereinvestigatedbyin—situobservationandsimultaneousthermalanalysismethods．

4、Moreover，themechanismoftheinfluenceofCaOandMgOontheprecipitationbehaviorofmetallicironatthegas-·solidinterfaceinthegas-basedreductionwasanalyzedfromthemicroscopicpointbyscanningelectronmicroscopy(SEM)，energydispersivespectroscopy(EDS)andFouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR)．T

5、heexperimentalresultsshowCaOandMgOaffecttheprecipitationmorphologybychangingFeOFeconversionrate．DopingMgOinhibitedthegrowthofironwhiskersbydecreasingreductionrate．Whenthedopingmassfractionreached2％．ironwhiskerscompletelydisappeared．However，dopingCaOinhibitedthegrowthofironwhiskers

6、byacceleratingthereduction，whichdisappearedwhenthemassfractionreached8％．Keywords：ironmaking；insituobservation；gas—basedreduction；ironwhisker；MgO；CaO在粉铁矿流态化还原炼铁过程中极易发生黏结失粒组分对颗粒表面形态的影响也缺乏系统研究。流现象¨。许多研究表明，黏结主要是由还原过程中本文模拟铁矿石颗粒表面制备片状样品，采用原颗粒间铁晶须物理接触和化学作用造成的J。影响位观察和热重还原动力学等方法，从还原后金属铁析金属

7、铁析出形态变化的因素除了还原温度、气体流速、出的微观形态演变和相应的矿相结构变化等方面，研还原气体种类、矿石粒度外，矿石颗粒的一些化学成分究组分CaO、MgO对铁氧化物气基还原过程的影响。(如CaO和MgO)同样是很重要的影响因素。从还原过程中Fe离子迁移和金属Fe成核、生长的机很多研究机构曾试图在矿物中混合固体CaO和理出发，为避免流化床炼铁过程中发生黏结失流提供MgO等氧化物颗粒来抑制黏结J，此法虽可延长流理论基础和技术方法。化时间，但还不能完全消除黏结。分析目前这些抑制1实验措施，都只是针对流化工艺本身，其共同点是为了减少颗粒间的接触，对抑制黏结或多

8、或少有些作用，但缺乏1。1实验装置从还原机理本质上深入研究。另外，