隨著我國冶金資源結構的變化和人們環(huán)保意識的提高,直接利用粉礦煉鐵工藝越來越受到人們的關注。但對粉礦在高溫下的還原行為研究較少,仍需進行大量的理論分析和實驗研究。本文針對幾種比較成熟和有發(fā)展?jié)摿Φ姆鄣V直接煉鐵工藝,利用改進的高溫管式滴落爐,對粒度范圍在75-90 μm之間的赤鐵礦粉顆粒在飛行過程中的氣-固還原行為和動力學機理進行研究。還原劑選擇為CO和H2,當CO為還原劑時,反應溫度為1450-1600K,氣體組成為 40%CO+60%CO2、80%CO+20%CO2、100%CO 以及80%CO+20%N2;當H2為還原劑時,反應溫度為1450-1550K,氣體組成為40%H2+60%N2、80%H2+20%N2 和 100%H2。研究中采用化學滴定法和XRD分析得到了樣品的還原度和含鐵相的組成及變化規(guī)律,并通過金相顯微鏡和SEM觀察顆粒微觀形貌及其變化規(guī)律。進一步基于當前的實驗條件和實驗結果,建立了粉礦在高溫下發(fā)生氣-固還原的動力學模型并計算了各反應條件下動力學參數(shù)。研究得到粉礦顆粒的還原度和反應速率都隨著還原溫度和還原氣體分壓的增大而逐漸增大。當還原度在11.1%以下粉礦中含鐵物相...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景
    1.3 研究目的及意義
    1.4 研究內容
第2章 文獻綜述
    2.1 典型的粉礦煉鐵技術
        2.1.1 FINEX工藝
        2.1.2 HIsarna工藝
        2.1.3 閃速熔煉法
        2.1.4 高爐風口噴粉
    2.2 粉礦還原的研究現(xiàn)狀
        2.2.1 鐵礦石還原的熱力學研究
        2.2.2 粉礦還原的動力學研究
    2.3 常用的動力學模型及其應用
        2.3.1 宏觀動力學模型
        2.3.3 微觀動力學模型
    2.4 限制性環(huán)節(jié)分析
        2.4.1 模型函數(shù)配合法
        2.4.2 無模型函數(shù)法
第3章 粉礦氣-固還原動力學的實驗研究
    3.1 實驗裝置
    3.2 實驗方案
        3.2.1 實驗條件的確定
        3.2.2 實驗原料的制備
        3.2.3 實驗溫度場的測量
        3.2.4 實驗參數(shù)的計算
    3.3 實驗步驟
    3.4 實驗測定方法
    3.5 實驗結果及分析
        3.5.1 預實驗
        3.5.2 實驗溫度對還原度的影響
        3.5.3 還原氣體濃度對還原度的影響
        3.5.4 產物的物相變化
        3.5.5 微觀形貌的變化
    3.6 本章小結
第4章 粉礦還原動力學分析
    4.1 還原過程分析
    4.2 限制環(huán)節(jié)分析
    4.3 動力學參數(shù)的計算
    4.4 本章小結
第5章 結論
符號表
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和專利



本文編號：3742782