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COREX是以非焦煤为主要燃料的熔融还原炼铁工艺,减少了焦炭的使用量,降低了传统炼铁工艺对焦炭的依赖程度。在COREX工艺运行过程中,遇到了很多问题,如风口破损、炉料黏结、金属化率偏低、煤气流反窜等,其中竖炉内炉料黏结是COREX工艺面临的最大问题之一。因此开展抑制COREX竖炉炉料黏结研究可以为解决COREX工艺中黏结问题提供理论和技术支持,对COREX工艺推广具有重要作用。本文以COREX球团为研究对象,模拟竖炉内还原条件,进行球团荷重还原实验,利用X射线荧光光谱分析(XRF)、X射线衍射分析(XRD)、矿相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)等分析测试手段系统研究了球团黏结的行为和固体制剂对黏结的抑制行为,并阐述了球团的黏结机理和固体制剂对黏结的抑制机理。黏结的行为和机理研究表明,随着温度的提高,黏结指数和金属化率增大。当温度在750℃-950℃之间,还原产物的黏结指数从6.7%上升至90.43%,金属化率从50.23%升至78.21%;富氢有利于黏结指数的降低和金属化率的提高,析出铁形貌以层状铁为主。黏结属于金属铁原子以扩散方式相互渗透的固相黏结。还原过程中不断析出的金属铁原子以扩散的方式不断迁移到球团表面,形成层状和晶须状的铁,在高温的作用下,不断黏结在一起。抑制黏结行为和机理研究表明,固体制剂以涂层的方式加入,涂层相当于在球团表面形成了一层致密“壳”状结构,抑制剂颗粒弥散在铁原子之间,降低了析出铁原子的浓度和铁原子扩散的速度。Ca O和Mg O与铁形成了固溶体,改变了析出铁原子的形貌,有效的抑制了铁晶须的生长。但涂层阻碍了气体的交换,降低了还原产物的金属化率。采用塑料与轻烧白云石混合作为涂层时,塑料在高温的作用下燃烧,形成大量的气孔,形成了“蜂窝壳”状的结构,增加了反应接触面积,减小了涂层对金属化率的影响。850℃时,当二者比例为1:1,球团的金属化率达到60.19%,接近未涂层球团金属化率61.10%,黏结指数较未涂层球团黏结指数降低15.22%,效果最佳。