TiO₂碳热还原机理及影响因素的研究

摘要

高炉冶炼钒钛磁铁矿过程中TiO₂过度还原会严重影响高炉顺行.基于TiO₂碳热还原热力学计算，并采用失重法探究温度、气氛及还原剂类型对TiO₂碳热还原过程的影响.结果表明，固溶体Ti（C_x,N_y）的生成起始反应温度随着TiC摩尔分数的增加而升高；相同温度下，TiN在Ti（C_x,N_y）中的摩尔分数随N₂分压增加而增大；相同反应时间内，TiO₂的还原度随温度升高而增加；在Ar和N₂气氛中，TiO₂可与石墨发生碳热还原反应生成TiC及TiN，而在空气和CO₂气氛中石墨会优先与空气中的O₂及气氛中的CO₂发生氧化反应；在所有还原剂中，TiO₂与石墨的反应难度最大，提高入炉焦炭的石墨化程度可有效抑制高炉中TiO₂的过度还原.

关键词

钒钛磁铁矿 / TiO₂ / 碳热还原 / Ti（C_x,N_y）固溶体 / 还原度