煤基直接還原海綿鐵的反應(yīng)機(jī)理研究.pdf

1、“十二五”是我國(guó)從鋼鐵大國(guó)向鋼鐵強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期,需要我們發(fā)展新的節(jié)能環(huán)保的鋼鐵新工藝。直接還原法是利用非焦炭資源(無煙煤,CO,氫氣等)作為還原劑和鐵礦石進(jìn)行還原,還原產(chǎn)物為海綿鐵。按照還原劑類型可以將直接還原分為煤基和氣基,兩種工藝比較氣基在生產(chǎn)中占的比重大,但是我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量巨大,有發(fā)展煤基直接還原的資源優(yōu)勢(shì)。因此,對(duì)于用鐵精礦粉取代燒結(jié)礦,用非焦煤取代焦煤的直接還原工藝的研究正越來越蓬勃興旺。
　　本文主要通過熱重分析和馬

2、弗爐實(shí)驗(yàn)對(duì)鐵礦-煤粉混合樣品進(jìn)行加熱還原實(shí)驗(yàn)。通過NETZSCHSTA449F3熱分析儀對(duì)不同C/O摩爾比的鐵礦-煤粉混合物進(jìn)行恒速升溫下的TG-DSC研究,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了馬弗爐煤基鐵礦粉直接還原的工藝方案,并利用馬弗爐進(jìn)行了煤基鐵礦石直接還原工藝的研究。
　　熱重分析考察了不同C/O摩爾比以及不同還原氣氛對(duì)還原反應(yīng)的影響。在各組實(shí)驗(yàn)對(duì)比中,可以看出,在氮?dú)鈿夥障妈F礦-煤粉混合物還原過程分為三個(gè)階段分別為低溫階段(800-10

3、00℃),中溫階段(1000-1150℃)和高溫階段(1150-1200℃)。氮?dú)鈿夥障翪/O摩爾比為1.2,1.5,1.8的下的還原率分別為97.2％,80.3%,82.3%。在通入CO2+N2為(20+20)ml/min氣氛時(shí),只出現(xiàn)一次失重峰,還原反應(yīng)主要在900-1150℃,且配碳量高的混合物還原效果好。混合氣氛中含有氧氣時(shí),不利于還原反應(yīng)。三種配碳量鐵礦-煤粉混合物還原比較,氮?dú)鈿夥罩泻剂窟^高,不利于還原;氧化性氣氛中,含碳