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实际生产过程中,通常采用钼铁作为冶炼含钼合金钢的添加剂,但钼铁价格较高,冶金工作者开发了采用廉价的初级原料氧化钼精矿作为钼的合金添加剂。氧化钼精矿直接还原冶炼合金钢,可以省去钼铁合金的生产过程,减少环境污染,节约资源与能源,是经济效益显著的炼钢工艺,符合可持续发展战略。 本论文在对AOD用氧化钼矿的化学成分、矿物组成、挥发性及冷却效应等物理化学性质进行全面分析的基础上,对钼矿在316L不锈钢母液中合金化的热力学性质、还原速率进行了分析,得出AOD炉氧化钼矿直接合金化的合理的加料制度。结果表明: (1)钼精矿和钼矿球中钼含量较高,分别为51.65%和53.07%,其中主要的杂质为SiO2,含量分别为11.94%和12.25%。AOD用钼精矿中主要的物相组成为三氧化钼和二氧化钼,同时还包括少量的钼酸钙。钼精矿的粒度较细,主要集中在20目~200目之间,占88.90%,但由于其粒度分布较宽,有利于造球或压球。 (2)氩气气氛下,钼精矿从室温至1400℃的升温过程中,体系总的失重率为40%,体系开始失重的温度为846.3℃,且失重前钼精矿中氧化钼矿物出现价态转变。钼矿球在空气气氛下从室温至1400℃的升温过程中,体系总失重率为54.87%,体系开始失重的温度为746.5℃。恒温下钼矿的失重速率远低于变温失重,主要原因在于恒温下,钼矿中的熔剂熔化并覆盖于钼氧化物表面,抑制了钼矿的挥发损失。 (3)加钼矿球后其上覆盖碱性炉渣的加料方式钼元素的收率最高,可达98.33%。1450℃~1550℃钼矿直接合金化收率增加较明显,从89.67%增加到97.00%,温度升高至1600℃钼收率变化不明显。提高炉渣碱度利于抑制氧化钼挥发,提高直接合金化收率。 (4)氧化钼矿的还原速率很快,在铁水温度为1500℃、铁水成分分别为[C]为4.0%、[Si]为0.36%、[Si]为0.60%条件下,100s内氧化钼矿的直接合金化接近平衡,但开始阶段[Si]还原氧化钼的速率大于[C];温度升高[C]、[Si]还原氧化钼的初始速率进一步加快。