基于希尔标准的氧化球团冶金性能测试研究
回转窑焙烧氧化球团工业试验
表 ３
生球抗 压强 度 （ Ｎ价 ） ３—＿Ｏ ２ ６
５ ０
生球 指标
生 球落 下强 度 （ ．ｍ个 ） ０５ ＞２ Ｏ次 生球水份 （ ％） ！ ： ： （ ％） ！ 二 ： ：
筛
成 品 仓
返 矿
图 １ 配 性球 团氧 化焙烧 工业 试验 流 程示 意 图
２工 制 艺度
２ １ 配 料 、 料 工 序 ． 混
配
。 配 方 《） 球 料 案％ 团
由于精矿粒度粗 ， 在无 润磨情况下 ， 为尽 可能地使造球物料粒 度细化 ， 经讨ｉ ；为 ， ｚ ｋ 试 ％
维普资讯
２０ ０ ２年 第 ５ 期
量 和填 班 报 表 。
而视 原 料 情 况 而 定 ， 要 求 本 班 生 球 水 分 波 但 动范 围不 大 于 ±０ ５ 。 生 球 指 标 检 测 结 果 ．％
见 表 ３ 。
２ ２ 造球工序 ． 生球 粒 度 ： １ｒｍ； 球 水 分 ： 于 缺 ８～ ６ ａ 造 由
ｌ
＞９ ５
００４ １ ０ １ ｆ ９７ ，５ ． ９ ６ ． ５
４ ６
≥９ ５
设 备 现 状 我厂 球 团生 产 线 有 配 料 仓 ３个 ， 碾 设 混
２ ０米 网 带 干 燥 机 ２台 ， ５×１ ４ 回 转 窑 及 ２ ．ｍ
附属配套设 备 ， 载机 ２台等 。 装
干燥时 问 （ ｎ ｍｉ）
２ ０
干燥球 抗压 强度 （ Ｎ价 ）
＞ １０ ０
干燥 球 落下 强度（ 次 ）
６
干燥球 水分 （ ％）
０ ５ ｉａ ） ．（ｌ Ｔｘ
012 -气基还原用氧化球团性能要求及其测定方法
1. 直接还原发展与展望
高炉工艺流程：
➢ 传统炼铁流程长，投资大； ➢ 使用较多焦炭，而炼焦煤越来越少，焦炭
越来越贵； ➢ 环境污染严重，特别是焦炉的水污染物粉
尘排放、烧结的烟气排放；
➢ 重复加热、降温，增碳、脱碳，资源、能 源使用率低，热能利用不合理。
近年来人们环保意识逐渐提高，相关环保政策愈发收紧，以及全 球温度上升带来的温室气体排放问题，使得高炉炼铁面临越来越严 峻的危机！
• 理论上可还原氧的量可用下式计算：
O2red = (Wo /Wfe) (1.5TFe- 0.5Fe2+ )
式中：Wo—氧原子量； Wfe—铁原子量； TFe—试样中全铁含量，% ； Fe2+—试样中亚铁离子含量，% 。
2.气基还原用氧化球团性能要求及测定方法 测定方法 还原度指数
2.1 HYL法
➢ 没有炼焦炉，污染少，与高 炉炼铁相比，减少CO2排放量 38% ；
➢ DRI成分稳定，杂质含量少， 是电炉炼钢的理想原料和必 不可少的稀释剂。
直接还原炼铁有利于节约宝贵的焦煤资源，能适应日益提高 的环保要求，是钢铁行业发展趋势。
1. 直接还原发展与展望
从世界范围来看，近几十年来，直接还原铁产量持续 增长。直接还原已经成为钢铁工业不可或缺的一部分。
2.气基还原用氧化球团性能要求及测定方法
氧化球团矿
化学成份
铁品位 有害元素
机械性能 冶金性能
还原性 还原膨胀 还原粉化 粘结性指数
2.气基还原用氧化球团性能要求及测定方法 2.1 HYL法 性能要求
HYL法冶金性能要求有950℃或800℃条件下的还原度指数 和还原膨胀率，以及500℃条件下的低温还原粉化率。
随着CO2等气体排放受 到进一步关注，我国环
《氧化球团基础理论》课件
氧化球团在生产过程中会与酸或碱发生反应 ，了解其酸碱反应性有助于控制生产过程中 的酸碱度，优化球团矿的性能和产量。
氧化球团的力学性质
抗冲击性
抗压强度
抗压强度是指氧化球团在承受 压力时所能抵抗的最大载荷。 抗压强度是衡量球团矿质量的 重要指标之一，对球团矿的生 产、运输和使用都有重要影响 。
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特点
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形状规则，粒度均匀；
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强度高，不易破损；
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还原性好，能够提高铁的回收率；
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松散性好，易于运输和装卸。
氧化球团的应用领域
01
02
03
钢铁工业
作为高炉炼铁的原料，提 高铁的回收率和产量。
冶金工业
《氧化球团基础理论》ppt 课件
目录
• 氧化球团概述 • 氧化球团制备工艺 • 氧化球团物理化学性质 • 氧化球团冶金性能 • 氧化球团生产实践与案例分析
01
氧化球团概述
定义与特点
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定义：氧化球团是一种通过氧化工艺处理铁矿粉制成的球 形团块，具有较好的还原性和松散性，是钢铁工业中的重 要原料。
05
氧化球团生产实践与案例分析
生产实践中的问题与解决方案
球团粘结剂选择不当
针对不同原料和工艺条件，选择合适的粘结 剂，提高球团强度和降低成本。
干燥温度控制不合理
优化干燥温度和时间，防止球团开裂和变形 ，提高成品率。
生产效率低下
采用自动化和智能化技术，提高生产线的连 续性和稳定性，降低能耗。
生产成本控制与优化
抗拉强度
抗拉强度是指氧化球团在承受 拉伸力时所能抵抗的最大载荷 。抗拉强度良好的球团矿有利 于提高其在生产过程中的稳定 性和产量。
球团矿质量冶金性能
球团矿质量应包括化学成分、物理性能和冶金性能等三个方面。
具体要求如下表：各指标含义及测定方法：1）抗压强度球团矿抗压强度的检测标准和国际标准ISO 700相同。
国标（GB/T14201-93）。
随即取样大约1公斤，每次试验应区直径12.5~10.0mm成品球60各进行试验。
2）筛分指数筛分指数的测定方法：取100kg试样，分成五分，每分20kg，用5mm×5mm的筛子筛分，受筛往复10次，称量大雨5mm筛上物出量A，以小于5mm占试样质量的百分数作筛分指数%。
筛分指数 =(100-A) ×100/100我国要求球团矿筛分指数不大于5%。
3）转鼓指数转鼓强度是评价球团矿抗冲击和耐磨性能的一项重要指标。
因为耐磨性能代表乐球团矿形成粉末的倾向。
世界各国采用的测定方法尚未统一，但我国已参考国际标准（ISO3271-1975）作为现行国家标准方法。
4）球团矿还原性还原性是指球团矿被还原气体CO 和H2还原的难易程度，还原性好，有利于降低焦比。
影响还原性的因素主要有矿物组成、结构、致密程度、粒度、和气孔率等。
目前采用热天平减重法测定还原性，国标（GB/T13241-91）。
还原度指数 RI=100]10043.043.011.0[2011⨯⨯⨯--w m m m w w t m 0:试样质量m 1:还原开始前试样质量,g m t :还原后的试样的质量,g w 1:还原前试样中FeO 的含量 w 2:试验前试样的全铁含量% 5）球团矿低温还原粉化性能球团矿进入高炉炉身上部在500~600℃区间，由于受气流冲击及Fe 2O 3->Fe 3O 4->FeO 还原过程发生晶形 ，导致球团矿粉化，直接影响高炉内气流分布和炉料顺性。
低温还原粉化测定主要有静态法和动态法，我国大部分研究者和生产企业倾向于采用静态法还原粉化指标，而且把静态法作为国家标准（GB/T13242-91）。
低温还原粉化指数RDI 分别用RDI +6.3RDI +3.15和RDI -0.5表示。
利用Kirkendall效应制备Ce1-xTixO2中空纳米球
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥＳ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳＴ ＥＳ ＩＩ
Ｎｏ ２ ．
２ ５～２ ８ ３ ３
利 用 Ｋｉｋ ｎ ａｌ 应 制 备 Ｃ １ｘｉ 中 空纳 米 球 ｒ ｅ ｄ ｌ效 ｅ一 ｘ Ｔ ０２
中空 纳米 材料 因其 低密 度 、高 比表 面 积 和 高稳 定 性 等特 性 而 越 来 越 受 到 重 视 Ｊ 用 Ｋｒｅｄｌ ．利 ｉ ｎａｌ ｋ 效 应 制备 中空 纳米材 料 是近 几年 发展起 来 的新 方法 ，该方 法通 过 两种 不 同扩散 速率 的物 质在 界 面发 生 相 互扩 散而 生成 空心 结 构 ， 不需 要模 板 ， 且 能够很 好 地 控制 产 物 的粒 径 和 形 貌 ， 复合 氧 化物 中空 并 在 纳 米材 料 的制备 方 面显示 了独特 的优 越性 ＿ ． ２ Ｊ
王增鹏 ， 永 男，余建 国 赵
（ 天津工业大学纳 米结构材料研究所 ，天津市改性与功能纤维重 点实验室 ，天津 ３ ０ ６ ） ０ １０
摘要
利 用 Ｋｒ ｎａ 效应 ， 溶剂 热 条件 下成 功 制备 了复合 氧 化 物 ｃ ｉ ： ｉｅｄｌ ｋ ｌ 在 ｅ一Ｔ Ｏ 的纳 米空 心 球 ， 通 过 并
利用 ｃ Ｔ ０ 的光催化 、 ｅ ｉ 光敏及气敏挣 已经研制 出性能优越 的光敏和气敏元件 ， 并且有望成 为新一代三效催化剂载体 ， 所以 ＣＯ ／ ｉ ｅ ：ＴＯ 复合氧化物的制备 和性能研究 备受关注 ．本文利用溶 剂热下的 Ｋｒｅｄｌ ｉ ｎａ 效应制备了接近单分散的 ｃ Ｔ ｋ ｌ ｅ一 ｉ 中空纳米球 ， ０ 考察 了原料配比对产物的影响．
球团矿生产品位的价值和SiO2的影响研究
DOI:10.16525/ki.14-1362/n.2019.08.08总第182期2019年第8期Total of 182No.8，2019创新发展收稿日期：2019-06-10作者简介：申志远（1985—），男，本科，初级工程师，研究方向为冶金。
球团矿生产品位的价值和SiO 2的影响研究申志远（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山063200）摘要：对于高炉炼铁而言，球团矿是其最为主要的原料之一，而球团矿生产品位的价值将对高炉炼铁的质量起到关键影响。
阐述了SiO 2对球团矿的影响，分析了球团矿生产品位价值存在的问题，从而提出球团矿生产品位价值的改进方法，可以为我国球团矿生产品位价值作出了进一步的保障。
关键词：球团矿；生产品位；SiO 2中图分类号：TF046.6文献标识码：A文章编号：2095-0748（2019）08-0021-02现代工业经济和信息化Modern Industrial Economy and Informationization 引言为了将精料以及高炉炉料结构进行实现与改善的目的得以实现，同时也将提高市场竞争力以及降低炼铁成本的目标达成，目前我国出现了许多球团厂，形成了极为丰富的工艺生产线。
这对于球团矿的产量提升提供了巨大的帮助，并且将经济效益进行了提高。
然而，就目前球团矿生产品位价值而言，依然存在着一定的不足与问题，球团矿的生产过程中，极容易受到SiO 2等因素的影响，从而降低其生产品位价值。
基于此，本文将对当前SiO 2对球团矿生产造成的影响进行分析，并且发现球团矿在生产期间所存在的一定的问题，从而提出针对性的解决建议，帮助球团矿能够将生产品位价值进行提升，实现我国高炉炼铁技术的进步。
1SiO 2对球团矿的影响SiO 2含量高将会严重地影响到我国球团矿的生产，根据调查显示目前众多地球团厂企业中，只有首钢迁安公司以及京唐公司的球团矿生产品位超过于66%，并且SiO 2的含量要比4%低。
氧化球团基础理论
原料检验
对原料进行质量检验，确保原料质量稳定可靠。
生产过程质量控制
工艺控制
严格按照生产工艺流程操作，确保生产过程中的各项参数符合要 求。
设备维护
定期对生产设备进行维护和保养，确保设备正常运行。
过程检验
对生产过程进行质量检验，及时发现并处理生产中的问题。
产品质量控制
产品检测
对生产出的氧化球团进行质量检测，包括外 观、尺寸、化学成分等方面。
现状
目前，氧化球团已成为钢 铁行业的重要原料之一， 其生产技术和应用领域不 断拓展。
02
氧化球团的生产工艺
原料准备
原料种类
根据生产需要选择合适的原料，如铁矿粉、熔剂、燃 料等。
原料质量
确保原料质量稳定，符合生产要求，避免因原料质量 问题影响球团矿质量。
原料库存
合理安排原料库存，避免因库存不足导致生产中断。
安全性
氧化球团在生产、运输和使用过程中存在一定的安全风险，如火灾、爆炸和中 毒等。因此，需要采取相应的安全措施来保障人员和设备的安全。
04
氧化球团的生产设备与设 施
原料储存与输送设备
原料仓库
用于储存球团原料，如铁精矿、熔剂 等。
输送设备
包括皮带机、输送带、刮板机等，用 于将原料从仓库输送到配料和混合设 备。
化学组成
氧化球团由多种元素组成，包括 铁、氧、硅、锰、钙等。这些元 素的含量和比例决定了氧化球团 的性质和用途。
结构
氧化球团的结构包括晶相、非晶 相、气孔等。这些结构特征对氧 化球团的物理和化学性能产生影 响。
物理性能
密度
氧化球团的密度是衡量其质量的重要指标之 一，密度的大小直接影响着其在高炉中的透 气性和还原性。
微波场中氧化球团升温性能及结构变化
微波场中氧化球团升温性能及结构变化胡兵;黄柱成;姜涛;彭虎【摘要】The structure change and temperature rising behavior of oxidized pellet by microwave heating under the condition of nitrogen protection were studied. The result shows that oxidized pellet's microwave heating process can be divided into three stages: slow heating, fast heating and slower heating. The change of the electromagnetic properties of pellets which makes the pellet have different rate of temperature rising in microwave field is caused by temperature and structure change. The cold pellets at different end point temperatures by microwave heating have a large change in the internal structure but a little change about electromagnetic properties after ground granulated and then briquetting. The strength and porosity of oxidized pellet increase firstly and decrease afterwards in the whole process of microwave heating. The observation of scanning electron microscopy shows that, there appear cracks and breakdown in particles at first, and then the particles were recrystallize with rising temperature in microwave filed. All of these make the structure of pellets change.%在氮气保护下对氧化球团进行微波加热,旨在研究微波场中氧化球团的升温性能以及结构变化.氧化球团在中性气氛的微波场中进行加热,升温过程可以划分为缓慢升温、快速升温和较慢升温3个阶段.不同终点温度下氧化球团在冷态时的电磁性能测试以及微观结构观察结果显示:氧化球团在升温过程中内部结构发生了较大的改变,冷态时磨细再成型测其电磁性能变化不大,升温速度的不一致与温度和球团结构变化有关.整个过程中球团的强度和真孔隙率都是先降低再升高的,通过扫描电镜观察发现:颗粒在电磁场中首先出现碎裂现象,随着温度的升高,颗粒发生重结晶,造成球团结构的改变.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(042)011【总页数】7页(P3238-3244)【关键词】直接还原;微波场;氧化球团;体积加热;真孔隙率【作者】胡兵;黄柱成;姜涛;彭虎【作者单位】中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙,410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙,410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙,410083;长沙隆泰微波热工有限公司,湖南长沙,410013【正文语种】中文【中图分类】TF19微波在冶金中的应用是近几十年来微波能应用的一个重要方向，它在冶金过程中具有快速加热、整体加热、选择加热以及高频振荡强化冶金过程等优点[1−4]。
铁精矿氧化球团回转窑直接还原试验研究
铁精矿氧化球团回转窑直接还原试验研究
吴振中;贺明;陈得贵
【期刊名称】《甘肃冶金》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】采用新疆某地生产的铁精矿氧化球团,在Φ2.8 m×48 m回转窑中试装置开展煤基直接还原试验,研究外配碳量、投料量、还原时间、供风结构等因素对铁精矿氧化球团还原效果的影响。
试验结果表明,在投料量4 t/h、外配碳比40%、还原时间266 min、采用窑背风机多点供风模式下,金属化球团的金属化率可以达到87.55%。
【总页数】4页(P64-66)
【作者】吴振中;贺明;陈得贵
【作者单位】甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF548
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因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
氧化球团粘结剂的最佳选择
氧化球团粘结剂的最佳选择
许满兴
【期刊名称】《烧结球团》
【年(卷),期】1997(22)3
【摘要】本文从降低氧地球团的膨润土用量出发，进行了几种膨润土、有机粘结剂和有饥／无机复合粘结剂的造球性能试验。
从粘结剂与精矿粉的混合效果、成品球的质量和成本综合考虑，氧化球团采用复合粘结剂是最佳选择。
【总页数】4页(P8-11)
【关键词】氧化球团;膨润土;有机粘结剂;复合粘结剂
【作者】许满兴
【作者单位】北京科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TF046.6;TF044
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1000.0
2
18
3
低温粉化指数
（LTD：Low Temperature Disintegration）
LTD+6.3 =（m1 / m0）×100 LTD-3.2 =（（m0 - m1- m2）/ m0）×100 LTDup =（n2 / n1）×100
m0→当试样中铁的氧化物还原到Fe3O4阶段时，试样的理论质量（g）。 m1→用6.3mm的筛子进行筛分后，筛上部分的质量（g）。 m2→对用6.3mm的筛子进行筛分后所得的筛下部分，再用3.2mm的筛子
55 ±0.5
20.90
21 ±0.5
13.93
14 ±0.5
-
-
9.95
10 ±0.5
9
实验用球团的制备
造球 焙烧
高品位铁精矿粉作为球团原料 分别配加消石灰、膨润土或有机复合粘结剂（外配0.5～1%） 利用Φ1000mm的圆盘造球机进行造球，设定转速为20rpm，线速
度为1.05m/s
每次可造球5～10kg
>60
11
还原前球团式样
10～12.7mm (50%) 12.7～15.9mm (50%)
12
还原后部分球团试样
13
氢气含量及粘结剂种类的影响
气体组分 H2 CO CO2 N2
实验序号
粘结剂
3
膨润土
4
消石灰
希尔标准要求
配制气体 59.97 12.80 17.46 9.77
组成（%）
希尔标准 55 ±0.5 21 ±0.5 14 ±0.5 10 ±0.5
实验序号
粘结剂
5-a
消石灰
5-b
膨润土
6-a
膨润土
6-b
膨润土
膨润土（平均）
RDI+6.3 58.00 90.00 87.58 91.60 89.73
RDI+3.2 64.00 93.00 92.72 94.12 93.28
RDI-0.5 28.00 6.00 5.55 4.70 5.42
15
结论
➢ 采用我国某地铁精矿粉作为原料，按照希尔标准，对铁矿石氧化球
团进行的低温还原粉化冶金性能测试实验结果表明，只要选择适宜 的球团添加剂以及焙烧工艺参数，完全可以获得满足希尔标准的氧 化球团。该种球团也可满足国家标准。
➢ 基于希尔标准和国家标准的实验结果都表明，仅从低温还原粉化指
数的角度考虑，消石灰不适宜作为球团的添加剂。选择膨润土或者 复合粘结剂作为添加剂是可行的。
添加剂 膨润土
LTD+6.3(%) 86.52
LTD-3.2(%) 3.64
1-b
膨润土
91.81
2.35
1-c
膨润土
89.74
3.38
2-a
复合粘结剂
87.23
3.38
2-b
复合粘结剂
90.33
1.72
2-c
复合粘结剂
希尔标准要求
92.54 >80
1.31 <10
LTDUP(%) 92.00 91.49 89.01 96.39 96.39 96.84
在Φ350mm多功能焙烧杯上对所造球团进行干燥及预热之后，利 用Φ800mm的回转窑火力模型对球团进行了氧化焙烧，制备出实 验所需球团
设定焙烧温度为1250℃，焙烧时间为30 min 所制备的氧化球团的抗压强度大于2300N/个球，转鼓指数大于
90%，耐磨指数小于5%
10
低温还原粉化实验结果
实验序号 1-a
LTD+6.3(%) 93.20 78.83 >80
LTD-3.2(%) 1.01 6.96 <10
LTDUP(%) 95.80 50.18 >60
气体组成 非标准 标准
实验序号
3 4
减重（g）
85.4 168.5
TFe 69.94 70.34
化学分析（wt%） FeO
28.68 34.82
MFe 0.19 2.1
进行筛分，所得的筛上部分的质量（g）。 n1→初始球团个数。 n2→最后没有破碎的球团个数。
4
希尔标准特点
希尔标准要求
LTD+6.3(%) >80
LTD-3.2(%) <10
➢ 混合气体中含有大量的氢气 ➢ 总气体流量较大 ➢ 还原时间较长 ➢ 球团试样用量较多 ➢ 动态还原过程
LTDUP(%) >60
2
希尔标准 低温还原粉化测试实验条件
气体组成
气体流量（NL/min） 试验温度（℃） 球团尺寸（mm） 球团用量（g） 还原时间（h）
反应管转速（r/min）
成分 H2 CO
组成（%） 55 ± 0.5 21 ± 0.5
CO2
14 ± 0.5
N2
10 ± 0.5
20± 1
500± 5
9.5～15.9（10～12.7=50%, 12.7～15.9=50%）
200
设定温度=500 ℃
150
100
0
100
200
300
400
相对炉中心的距离/mm
8
还原气体的制备
组分
H2 CO CO2 O2 N2
自制气体成分（%）
气体分析仪 煤气检测中心
3.153.10来自94.5094.500.13
0.78
0.06
0.17
-
-
实验用气体成分（%）
配制气体 希尔标准
54.73
5
实验装置图
1.混气瓶 2.气体入口 3.反应管
4.球团试样 5.电炉 6.电动机
7.气体出口 8.控温仪 9.密封装置
10.控温热电偶
6
实验用反应管结构图及实物照片
挡料板： 厚3.2mm 高25.4mm 不锈钢材质。
7
温度/℃
电炉温场分布测试结果
550
500
450
400
350
300
250
电炉总长=630 mm
14
国家标准低温还原粉化试验结果
铁矿石低温粉化试验静态还原后使用冷转鼓的方法，GB/T 13242-91 ➢ 实验温度为500±10℃，气体流量为15±1L/min，每次试样用量为500g，
球团直径为10～12.5mm，还原气体组成为20%CO、20%CO2、60%N2。还原 后的样品放在转鼓（Ф130x200mm）内，以转速30rpm转动10min进行检验。 ➢ 检验后的试样用6.3，3.2和0.5mm方孔筛过筛，以+6.3mm、+3.2mm及0.5mm的重量百分数作为低温还原粉化指标，分别表示为RDI+6.3、 RDI+3.2及RDI-0.5。
基于希尔标准的 氧化球团冶金性能测试研究
东北大学材冶学院 孟繁明 应自伟 许力贤 赵庆杰
研究目的
希尔工艺：是以天然气为燃料、采用天然气重整和竖炉反
应器的铁矿石氧化球团气基直接还原工艺，
研究目的：作为我国气基竖炉直接还原开发研究的基础，
严格按照希尔公司所提供的测试标准，对竖炉直接还原用的 铁矿石氧化球团的低温还原粉化性能进行测试研究。
➢ 在500℃的还原条件下，混合气体中高含量H2的存在不会对球团粉