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1、造球、焙烧、还原反应动力学综合实验摘要：本实验主要分为造球、生球焙烧、还原反应三个部分，全面的演示了炼铁 的全过程。其中造球包括生球形成，生球抗压强度测定，生球落下强度测定。关键词：铁矿粉造球生球焙烧 球团还原反应The experiment of pelletizing，Pellet roasting and reduction reactionAbstract： This experiment mainly have three parts, pelletizing, Pellet roasting and reduction reaction. It shows all the Proc
2、ess of Iron-making. the pelletizing contains Determination of compressive strength of green-ball, Determination of Falling strength of green-ball。Key word: pelletizing Pellet roasting reduction reaction正文：一、造球实验造球是细磨物料在造球设备中被水湿润，借助机械力的作用而滚动成球的过程。 在工业生产中，湿料连续加到造球机中，母球在造球机中不断的滚动而被压密， 引起毛细管形状和尺寸的改变，从而使
3、过剩的毛细管被迁移到母球表面，潮湿的 母球在滚动中很容易粘上一层润湿程度较低的湿料。再压密，表面再粘上一层湿 料，如此反复多次，母球不断长大，一直到母球中的摩擦力比滚动时的机械压密 作用力大为止，如果要使母球继续长大，必须人为地使母球的表面过分湿润，即 向母球表面喷水，母球长大应满足以下3个条件：(1) 机械外力的作用，使滚动粘附料层和压密；(2) 有润湿程度较低的物料，能粘附在过湿的母球表面；(3) 母球表面必须有过湿层，必要时可通过喷水实现。实验设备：造球机，重量计生球要求：合适的生球抗压强度和生球落下强度配料：95%以上的精矿粉，添加剂为膨润土及一些矿质元素等实验生球直径： 1012mm
4、生球测试数据生球抗压强度：生球编 号12345678910平均 值抗压强 度(KN)0.950.870.991.031.071.020.980.890.960.970.925生球落下强度:生球编号12345678910平均值落下次数43334445343.7二、生球焙烧实验生球烧结的目的：铁矿粉在一定的高温作用下，部分颗粒表面发生软化和熔化，产生一定量的液相， 并与其他未熔矿石颗粒作用，冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成块，达到人造富矿 的目的。生球烧结的目的：(1) 为高炉提供冶金性能好的优质烧结矿;(2) 除去矿石中的有害杂质；(3) 可以扩大炼铁原料的来源。实验设备：三段式电阻炉模拟焙烧机球团
5、矿的焙烧阶段：干燥、焙烧、均热、冷却五个阶段焙烧温度曲线:温度时间图像球团抗压强度:生球编 号12345678910平均 值抗压强 度(KN)2.6552.7041.6740.5751.4622.6181.3422.0671.4391.8271.8363三、反应动力学实验反应机理铁的氧化物有氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)等形式。根 据热力学分析，当温度大于570C摄氏度时，不断增加气体还原剂时，铁氧化物 逐级还原：Fe2O3一Fe3O4一FeO-Fe实验是将一个致密的Fe2O3矿球，置于浓度足够高的还原气体中。试验方法本实验研究气体还原铁矿石动力学的方法采用
6、热天平发。实验时将矿球用伯 丝悬挂在天平上，吊入高温炉内，在惰性气体保护下升温至预定温度，向炉内通 入恒压恒流量的还原气体进行还原。随着还原反应的进行，矿球的质量因失氧不 断减少，其值可以从天平上读出。反应t时刻的款球还原率F可由下式表示：F= (W。- Wt) /(0.43TFe-0.122FeO)=t 时刻矿球累计减重(失氧气量mg) /矿球中总氧量(mg)式中W。一一矿球试验前的质量；Wt还原开始t分钟后矿球质量；TFe还原前矿球中总Fe含量；FeO还原前矿球中FeO含量。实验步骤1发生一氧化残，并配制好成份以备实验使用；2将一个或几个矿球称好质量，用伯丝捆好吊入高温还原炉的高温区内；3
7、启动控制仪为高温炉供电升温到预定的温度，同时向炉膛内通氮气保护以防 矿球氧化；4当温度达到预定值恒定后，天平清零，切换还原气开始还原，记录还原过程 各时刻的减重量直至还原结束；5实验完毕关天平，停止通还原气，关控温仪切断电炉电源；6整理数据，清理实验室卫生。实验数据:还原反应动力学实验图四、参考与结论（1）以95%以上的精矿粉，添加剂为膨润土及一些矿质元素等为原料造的球 团抗压强度平均值为0.925KN，落下强度为3.7次，符合工业生产要求。（2）焙烧球团时，时间为1小时左右，主要温度范围在6001200C之间，熟 球抗压强度平均值为1.8363KN。（3）还原实验最后检测重量趋于稳定，实验过程中无较大偏差。（4）实验过程是模仿工业生产的重要环节，严格控制实验中各个参数和原料的 配比对学习时间具有重要作用。参考文献：1、彭志坚，陈铁军-武汉科技大学学报：自然科学版，2002年第3期2、孙俊波，于淑娟-鞍钢技术，2005年06期3、陈建国，许正军-青海科技，2011年第4期4、蒋光曦，冶金炉热工基础，重庆大学出版社，1993年12月5、邹家祥.冶金机械.北京:冶金工业出版社,2000年2月
