料层厚度对粉末冶金用铁粉氢还原的影响

为了研究海绵铁粉料层厚度对钢带炉氢还原铁粉的影响,采用FeO还原及还原气体氧化相耦合的动力学,建立氢还原铁粉扩散还原动力学模型,用于计算带式还原炉内不同区域的铁粉还原分数分布。以实际生产数据为例,平均粒度为0.2 mm的海绵铁粉,残余氧含量0.74%,铺料厚度30 mm,加热时间1 h,温度850~900℃,氢气流量30 Nm~3/(t·h),实际产品残余氧含量为0.25%,计算得到的产品残余氧含量为0.27%,二者相吻合。铁粉中残氧很容易被氢还原,氢还原炉内的氢气向铁粉层内部渗透,铁粉向下逐层被还原。铺粉厚度为30 mm时,氢气穿透物料深度约为25 mm,靠近底部的5 mm几乎没有被还原。随铺料厚度加大,产品残氧升高、氢气利用率和产量都降低。将料层厚度从3 cm降低到2 cm,还原时间可缩短50%,产量提高33%,氢气用量降低50%。