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    不同類型石墨化增碳劑材料加速鐵礦石-碳復合材料中還原鐵的滲碳和熔化
    2021-01-07

      在煉鐵過程中,不僅要加快鐵礦石的還原速度,而且要加快還原鐵的滲碳和熔化速度,對節約能源十分重要。在本研究中,建議使用不同類型具有優異還原和滲碳功能的碳質材料,以加速鐵礦石-石墨化增碳劑中還原鐵的滲碳和熔化。

      將鐵礦石與煤、木炭、焦炭、石墨等碳質材料的混合粉末加熱到1573k,對其還原、滲碳和熔融行為進行了評價。結果表明,在較低溫度下產生還原性氣體的煤和木炭適合作為還原劑。另一方面,由于石墨和焦炭與二氧化碳的反應性較低,應使用它們作為滲碳劑。分別使用煤和石墨作為還原劑和滲碳劑,與僅使用煤時不同,可加速復合材料中還原鐵的滲碳和熔化。

      石墨化增碳劑的粒度對滲碳的影響很大,在1573k下保溫1.8ks,復合材料中還原鐵的碳濃度隨石墨粒徑的增大而增大。鐵礦石和還原劑的混合粉磨加速了鐵礦石的還原。以木炭為還原劑可加速滲碳,而以煤和石墨為還原劑時,可抑制混合磨礦試樣中鐵水的團聚。

      在鋼鐵工業中,在鐵礦石、能源消耗和二氧化碳排放量迅速增加的背景下,要求節約化石燃料。,尤其是降低煉鐵過程的能耗是非常重要的,降低高爐蓄熱區溫度是完成這一目的的重要途徑之一。重點放在使用鐵礦石-碳復合材料,這是眾所周知的高活性。透氣性是影響高爐穩定運行的重要因素之一。降低從內聚區到液滴區的壓降是降低還原劑比的重要途徑。

      為了達到這一目的,減小粘結帶的厚度,加速還原鐵的熔融形成和鐵渣的分離是非常重要的。在這項研究中,重點放在加速鐵熔體形成滲碳使用復合爐料。此外,這種行為對于直接還原煉鐵工藝也很重要。

      對鐵的滲碳和碳熔化行為進行了大量的研究,其中一位作者通過現場觀察發現,固體碳的滲碳效果優于CO氣體的滲碳效果。

      在這一機理中,當含渣的氧化鐵與碳接觸時,被還原,被碳滲碳的鐵顆粒立即形成,碳渣界面處產生CO氣泡。熔融顆粒通過Marangoni效應從渣-碳界面轉移到渣-鐵界面。然后,熔融的顆粒在固體鐵表面擴散。

      然而,還原的大塊固體鐵在較低溫度下不能被這種碳熔化,因為鐵液中攜帶的碳量是有限的。鐵礦石-碳復合材料中FeO含量較低的爐渣會抑制鐵的滲碳和熔化,因為鐵鋁石爐渣的形成。

      在鐵礦石-碳復合材料中,含碳材料的氣化反應與還原反應同時進行,然后灰分組分集中在含碳材料表面。因此,碳與還原鐵之間很難完成直接接觸,不覆蓋灰燼的含碳材料應在還原后保留。


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