富氢条件下含铁炉料冶金性能及微观结构演变规律

发布时间：2023-06-04 22:38

　　为了减少钢铁行业CO₂排放,国内外冶金工作者们提出了富氢冶炼的思路如日本向高炉喷吹天然气和废塑料的新工艺、国内全氧鼓风喷吹煤粉和天然气工艺、瑞典的ULCORED新型还原工艺等。尽管高炉富氢条件下的研究已有许多,但富氢条件下含铁炉料中高温下产物的演变规律和还原机理相关研究较少。基于此,本文系统的研究了富氢条件下含铁炉料的冶金性能及微观结构,分析了其反应机理以及微观演变规律,得到如下结论:热力学和动力学理论分析发现,T<1100 K时还原反应主要以CO为主,掺杂H₂还原和析碳反应,T>1100 K时还原反应主要以H₂主导,同时夹杂水煤气反应;并且经过模型拟合和对比,发现富氢反应过程遵循随机孔模型,并出现了类CO还原、类H₂还原和H₂还原三种不同的还原方式。通过含铁炉料的粉化实验发现,H₂+CO₂+N₂条件下块矿O、球团矿P和烧结矿S的粉化效果改善明显;H₂+CO₂

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 钢铁行业的发展
        1.1.1 我国钢铁行业在世界钢铁行业中的地位
        1.1.2 我国钢铁行业发展状况
        1.1.3 国外研究现状
    1.2 我国钢铁发展面临的问题
        1.2.1 我国钢铁行业发展面临的问题
        1.2.2 高炉富氢燃料的必要性
        1.2.3 国内研究现状
    1.3 选题目的意义及研究思路
2.富氢条件下高炉炉料的基础性能检测
    2.1 实验原料
    2.2 实验设备
    2.3 原料检测
        2.3.1 原料XRD检测
        2.3.2 原料微观结构
3.富氢还原热力学及动力学分析
    3.1 热力学分析
        3.1.1 CO还原热力学计算
        3.1.2 H₂还原热力学
        3.1.3 交互反应热力学
    3.2 动力学分析
        3.2.1 富氢还原铁氧化物机理
        3.2.2 富氢还原动力学计算
    3.3 富氢还原铁氧化物热重实验
        3.3.1 实验设备及方法
        3.3.2 实验结果分析
    3.4 本章小结
4.富氢条件下含铁炉料的冶金性能
    4.1 低温粉化实验
        4.1.1 .实验设备
        4.1.2 实验原理及方案
        4.1.3 低温粉化性能检测结果分析
    4.2 含铁炉料中温还原实验
        4.2.1 还原实验原理及方案
        4.2.2 还原实验结果分析
        4.2.3 还原后含铁炉料的微观结构
    4.3 含铁炉料的软熔滴落性能检测
        4.3.1 熔滴实验原理与设备
        4.3.2 熔滴实验分析
    4.4 混合矿渣相检测
        4.4.1 混合矿渣相成分及分析
        4.4.2 渣的熔化性能检测
    4.5 本章小结
5.富氢条件下含铁炉料矿相演变规律
    5.1 不同富氢条件下的矿相结构
        5.1.1 不同烧结矿的成分
        5.1.2 富氢条件下矿相结构
    5.2 富氢条件下相关矿相的演变过程
        5.2.1 富氢条件下Fe₂O₃的演变过程
        5.2.2 富氢条件下SFCA的演变过程
    5.3 本章小结
6.结论
参考文献
附录A 附录内容名称
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介



本文编号：3831157