粉矿颗粒在运动中的气—固还原行为

发布时间：2023-02-14 18:22

　　随着我国冶金资源结构的变化和人们环保意识的提高,直接利用粉矿炼铁工艺越来越受到人们的关注。但对粉矿在高温下的还原行为研究较少,仍需进行大量的理论分析和实验研究。本文针对几种比较成熟和有发展潜力的粉矿直接炼铁工艺,利用改进的高温管式滴落炉,对粒度范围在75-90 μm之间的赤铁矿粉颗粒在飞行过程中的气-固还原行为和动力学机理进行研究。还原剂选择为CO和H2,当CO为还原剂时,反应温度为1450-1600K,气体组成为 40%CO+60%CO2、80%CO+20%CO2、100%CO 以及80%CO+20%N2;当H2为还原剂时,反应温度为1450-1550K,气体组成为40%H2+60%N2、80%H2+20%N2 和 100%H2。研究中采用化学滴定法和XRD分析得到了样品的还原度和含铁相的组成及变化规律,并通过金相显微镜和SEM观察颗粒微观形貌及其变化规律。进一步基于当前的实验条件和实验结果,建立了粉矿在高温下发生气-固还原的动力学模型并计算了各反应条件下动力学参数。研究得到粉矿颗粒的还原度和反应速率都随着还原温度和还原气体分压的增大而逐渐增大。当还原度在11.1%以下粉矿中含铁物相...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景
    1.3 研究目的及意义
    1.4 研究内容
第2章 文献综述
    2.1 典型的粉矿炼铁技术
        2.1.1 FINEX工艺
        2.1.2 HIsarna工艺
        2.1.3 闪速熔炼法
        2.1.4 高炉风口喷粉
    2.2 粉矿还原的研究现状
        2.2.1 铁矿石还原的热力学研究
        2.2.2 粉矿还原的动力学研究
    2.3 常用的动力学模型及其应用
        2.3.1 宏观动力学模型
        2.3.3 微观动力学模型
    2.4 限制性环节分析
        2.4.1 模型函数配合法
        2.4.2 无模型函数法
第3章 粉矿气-固还原动力学的实验研究
    3.1 实验装置
    3.2 实验方案
        3.2.1 实验条件的确定
        3.2.2 实验原料的制备
        3.2.3 实验温度场的测量
        3.2.4 实验参数的计算
    3.3 实验步骤
    3.4 实验测定方法
    3.5 实验结果及分析
        3.5.1 预实验
        3.5.2 实验温度对还原度的影响
        3.5.3 还原气体浓度对还原度的影响
        3.5.4 产物的物相变化
        3.5.5 微观形貌的变化
    3.6 本章小结
第4章 粉矿还原动力学分析
    4.1 还原过程分析
    4.2 限制环节分析
    4.3 动力学参数的计算
    4.4 本章小结
第5章 结论
符号表
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文和专利



本文编号：3742782