铁焦气化反应机理的研究

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为实现钢铁企业节能减排的目标,发展资源节约型和环境友好型的炼铁炼焦技术,近年来高反应性铁焦的研究在炼铁界引起了关注,但是,利用常规室式焦炉生产铁焦的研究非常少,且铁焦的性能指标还有很大的改善空间。故本文利用室式焦炉,通过在炼焦配煤中添加铁矿粉来制备铁焦,研究了铁矿粉种类及配比和炼焦工艺条件对铁焦性能指标的影响,并从微观角度分析了铁矿粉种类对铁焦性能影响的机理,试图获取性能指标适合高炉冶炼的高反应性铁焦。结果表明:加矿粉、澳矿粉、鄂西矿粉三种铁矿粉中,配入加矿粉所炼制的铁焦在具有高反应性的同时还具有合适的强度,但是铁矿粉的配比不宜超过15%;当配入加矿粉10%炼制铁焦时,适宜的炼焦工艺条件为堆密度1.0t/m3,加矿粉粒度范围<0.2mm,焖炉时间150min,升温速率0.25℃/min(调温2),气肥煤(QFM)配比不超过10%。此外,本文利用自制的气固反应测定装置,通过实时记录尾气中CO含量的变化和焦炭试样重量的变化,对铁焦的气化反应行为进行了研究。结果表明:铁焦的气化反应开始温度和活化能均低于普通焦炭,且随着铁矿粉配比的增加,铁焦的气化反应开始温度和活化能均逐渐降低;铁焦在纯CO2气氛下的气化反应行为符合未反应核模型,限制环节为界面化学反应。
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