铁焦气化反应机理的研究

发布时间：2023-11-11 16:10

　　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...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第1章 文献综述
    1.1 焦炭的制备
    1.2 焦炭在高炉中的行为
        1.2.1 焦炭在块状带的行为
        1.2.2 焦炭在软熔带的行为
        1.2.3 焦炭在滴落带的行为
        1.2.4 焦炭在风口回旋区的行为
    1.3 高炉冶炼对焦炭质量的要求
        1.3.1 高炉冶炼需要低CRI、高CSR的焦炭
        1.3.2 高炉冶炼需要高CRI、高CSR的焦炭
        1.3.3 高CRI、低CSR的焦炭亦可保证高炉的稳定顺行
        1.3.4 高CRI焦炭的适用性
    1.4 国内外关于高反应性铁焦的研究状况
        1.4.1 提高焦炭反应性的方法
        1.4.2 催化剂对焦炭气化反应的催化机理
        1.4.3 21世纪前国内外关于高反应性铁焦的研究
        1.4.4 21世纪日本关于高反应性铁焦的研究
        1.4.5 21世纪中国关于高反应性铁焦的研究
    1.5 本文研究背景及内容
第2章 铁矿粉对焦炭性质的影响及其显微分析
    2.1 试验原料
    2.2 炼焦试验
    2.3 铁焦性能指标的测定
        2.3.1 化学成分
        2.3.2 物理性质
        2.3.3 机械强度
        2.3.4 力学性质
        2.3.5 化学性质
    2.4 铁焦性能指标的测定结果及分析
        2.4.1 添加铁矿粉对焦炭化学成分的影响
        2.4.2 添加铁矿粉对焦炭相对密度的影响
        2.4.3 添加铁矿粉对焦炭气孔率的影响
        2.4.4 添加铁矿粉对焦炭冷强度的影响
        2.4.5 添加铁矿粉对焦炭显微强度的影响
        2.4.6 添加铁矿粉对焦炭反应性及反应后强度的影响
    2.5 铁焦的显微分析
        2.5.1 铁焦的SEM分析结果与讨论
        2.5.2 铁焦的光学显微镜分析结果与讨论
第3章 炼焦工艺条件对铁焦反应性及强度的影响
    3.1 试验方法
    3.2 堆密度对铁焦反应性及强度的影响
    3.3 加矿粉粒度对铁焦反应性及强度的影响
    3.4 焖炉时间对铁焦反应性及强度的影响
    3.5 炼焦升温制度对铁焦反应性及强度的影响
    3.6 QFM配比对铁焦反应性及强度的影响
第4 章铁焦气化反应行为的研究
    4.1 试验原料、装置及方法
    4.2 加矿粉对焦炭气化反应开始温度的影响
    4.3 纯CO₂气氛下铁焦的气化反应行为
        4.3.1 铁焦的气化反应称重结果及分析
        4.3.2 铁焦的气化率计算结果及分析
        4.3.3 铁焦的气化反应动力学分析
        4.3.4 铁焦气化反应前后微观形貌的变化
    4.4 模拟高炉煤气气氛下铁焦的气化反应行为
第5章 结论
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：3862877