基于氧气高炉的铁矿石还原动力学研究

利用矿石还原设备，在氧气高炉与传统高炉条件下分别对含铁物料进行还原实验，考察含铁物料还原度与还原速率的变化，通过反应动力学分析含铁物料的还原规律。研究结果表明:在氧气高炉气氛下含铁物料的还原速度大于传统高炉气氛下的还原速度，达到传统高炉最终还原度的时间大大缩短。在氧气高炉气氛下烧结矿还原由界面反应控速，球团矿还原前60 min由界面反应控速，60 min后由内扩散控速，混合矿还原前100 min由界面反应控速，100 min后由内扩散控速；在传统高炉气氛下，烧结矿、球团矿、混矿均由界面反应控速。     

配加预处理脱硫灰对铁矿烧结基础特性的影响

 半干法脱硫灰堆弃处理占用土地且容易造成二次污染,将脱硫灰预处理后替代CaO熔剂配入烧结有望充分利用其中的熔剂组分,实现脱硫灰在钢铁企业的闭路资源化利用。研究了脱硫灰配加焦粉加热分解特性及替代CaO熔剂配加对铁矿粉烧结基础特性的影响。结果表明,配加1%焦粉可以有效提高脱硫灰分解率,减少CaSO₄的生成。随着预处理脱硫灰替代CaO比例的增加,铁矿粉同化温度和黏结相强度呈现先增加后减小的趋势;液相流动性呈现单调增加趋势,当替代比超过40%时,液相流动性形成了流动性很大的“假象”;黏结相微观结构表明,替代比例小于40%时,有利于烧结试样中铁酸钙的生成;综合考虑,最佳的替代比例应小于40%。     

机械活化条件下超细铁矿粉一氧化碳还原特性及机理

采用热重法研究了不同机械活化程度的超细铁矿粉一氧化碳还原特性,并对其还原反应机理进行了分析和讨论。研究结果表明,机械活化有利于一氧化碳还原铁矿粉,机械活化时间越长,反应特征温度越低,活化480 min的铁矿粉的反应峰值温度比未活化的矿粉低217 K。机械活化时间越长,反应活化能越低,但反应机理未发生变化,界面反应一直是限制性环节,活化480 min后的铁矿粉的反应活化能比未活化时低31.23 kJ/mol。机械活化对于一氧化碳的还原铁矿粉的逐级反应进程有明显影响,对于未活化的铁矿粉而言,逐级反应层次不分明,而对于活化后铁矿粉的逐级反应层次分明,而且活化时间越长,层次越分明。     

机械活化条件下超细铁矿粉氢基还原特性及机制

摘要：通过热重法研究了不同机械活化程度的铁矿粉氢基还原特性,并分析和探讨了其还原反应机制。实验结果表明,机械活化对氢气还原铁矿粉有促进作用,机械活化时间越长,还原特征温度越低,还原反应所需的活化能也越低,但反应机制未发生变化,反应的限制性环节是其界面反应。机械活化明显影响到超细铁矿粉的逐级反应,对于未经活化的铁矿粉而言,逐级反应层次极不明显,而对于活化后铁矿粉的逐级反应层次随着活化时间的增加越发分明。     

未燃煤粉对焦炭和炉渣性能影响的实验研究

采用铁矿石中低温还原及焦炭反应性装置和高温熔体物性测试仪,分别进行焦炭反应性和炉渣黏度实验,研究未燃煤粉对焦炭和炉渣性能的影响。结果表明:未燃煤粉可起到保护焦炭的作用,未燃煤粉质量分数由0增加到9%,焦炭反应后强度(CRS)由72.0%增加到76.4%,焦炭反应性(CRI)由23.5%降低到16.1%;未燃煤粉作为熔体中的固体质点可使炉渣的黏度增加,质量分数由0增加到8%,炉渣黏度由0.266 Pa·s增加到0.591 Pa·s,质量分数增加到10%,炉渣黏度急剧上升到0.824 Pa·s。     

生物质铁矿球团研究现状与展望

寻找替代能源是减少钢铁工业CO2排放的重要方式,而生物质能是CO2零排放的可替代能源.本文在阐述生物质燃料在炼铁工艺中应用的基础上,重点叙述了其在铁矿球团方面上的应用,并就其还原原理以及目前的研究现状进行了概述.结论表明:天然生物质、生物炭、木质素对铁矿都具有较好的还原性,其中木质素的还原性最强,其还原能力高于煤粉与C...     

高炉喷吹生物炭研究进展

摘要：高炉喷煤可以降低焦比,但同时加剧温室效应和环境污染。近年来人们开始探索可以替代煤粉的新型燃料,如生物炭、兰炭、城市有机废物等,其中生物质因其来源丰富、环境友好而受到广泛关注。生物炭中的碳含量与煤相近,具备替代煤粉用于高炉喷吹的基本条件。对高炉喷煤技术、生物炭的制备和高炉喷吹生物炭的国内外现状进行了论述,并将生物炭的理化性质、热值、燃烧特性等指标与煤粉进行了对比,分析了生物炭替代煤粉用于高炉喷吹的技术可行性,并对下一步实施高炉喷吹生物炭进行展望。     

铁矿烧结烟气半干法脱硫灰亚临界水热非均相氧化

采用亚临界水热氧化法对铁矿烧结烟气半干法脱硫灰进行氧化,采用单因素变量法考察初始压强、温度、固液比、反应时间对脱硫灰中CaSO3氧化的影响。结果表明,适当增加初始压强、提高氧化温度、降低固液比及增加氧化时间可有效改善脱硫灰中CaSO3的氧化效果,温度对CaSO3氧化影响最显著。在初始压强4 MPa、反应温度240℃、反应时间120 min、固液质量比为1:30的条件下,脱硫灰中CaSO4定向析出,呈纤维状,为脱硫灰水热氧化同步合成CaSO4晶须提供了可能。     

碱金属对焦炭与CO_2或水蒸汽气化反应的影响

采用自制的气-固相反应装置研究了K/Na对焦炭与CO_2和水蒸汽气化反应的影响.结果表明,K/Na对焦炭与CO_2气化反应的催化作用强于对焦炭与水蒸汽反应的催化作用,焦炭中Na含量由0.045wt%增加到0.727wt%,焦炭与CO_2和水蒸汽气化反应的反应性指数分别增加23.17%和14.35%,反应后焦炭强度分别降低27.55%和18.31%.焦炭中K/Na含量增加,焦炭与CO_2和水蒸汽气化反应明显开始温度、激烈反应温度和反应表观活化能均降低,焦炭中Na含量由0.045wt%增加到0.727wt%,焦炭与CO_2和水蒸汽气化反应明显开始温度分别降低170和20℃,激烈反应温度分别降低165和80℃,Na含量由0.045wt%增加到0.326wt%,表观活化能分别降低22.56和9.26 k J/mol.     

含碳球团还原过程中粘接行为的量化研究

通过负荷还原试验,在温度为分别为1173,1273和1373K,负荷为0.1MPa,N2流量为1.0L/min条件下对含碳球团还原过程的粘接行为进行了研究,并且对粘结临界状态进行了明确界定,对粘结指数的测定方法进行了改进。研究表明,含碳球团在还原过程中出现粘接现象,温度是影响粘结的重要因素,温度越高,粘接越严重,1373K时,含碳球团的粘结指数达到88.7%,粘结指数能够客观地反映出含碳球团在还原过程中的粘接情况,铁连晶和氧化亚铁连晶生长出界造成含碳球团的粘接,温度的升高,铁链晶和氧化亚铁连晶长大速度变大,使连晶生长出界的可能性变大,球团粘接变得严重。