低温含煤磁铁矿球团炼铁机理-太原科技大学毕业设计(论文)
17页1、太原科技大学毕业设计(论文)- 59 -含煤磁铁矿球团低温下炼铁机理化学与材料科学系。1)冶金和陶瓷科学,东京工业大学,岡山大学,目黑区部、日本东京大学院情报理工学研究科。通过使用含煤磁铁矿球团为还原剂得到了一个新的生铁制造工艺。记录下的温度和氧分压显示该颗粒是在氩气中迅速加热到炉温度 1573 和 1723 K。含碳量为 1.1%3.6%的铁水在 16 分钟内产生的炉温高于 1598 K,整个过程由四个步骤组成,即加热、铁矿石还原、渗碳和生铁熔化。该解决方案是通过碳溶损及铁矿石还原耦合,从表面到中心进行传热控制,由于吸热反应解决方案的溶液损耗。还原铁颗粒的汽化器 CO 气体,迅速吸收碳中的煤成为熔融生铁颗粒。颗粒粘合,使大颗粒的液滴大规模的下降和突然倒塌融化。本文讨论了低温条件下生产生铁的条件。关键词:球团;煤;磁铁矿;生铁;反应机理。1.简介目前,由于缺乏合适的能源资源和引进更多的严厉的环境法律,钢铁企业面临的形势是他们必须尽快建立新的生铁炼钢工艺。这个问题的一个解决方案是开发一个新的方法,比高炉方法在较短的时间,较低的温度下生产熔融的生铁。FASTMAT 工艺是一种含碳球团铁氧化
2、物迅速被加热,从而达到 9698%金属化等过程,可以使温度在 900s 达到 14731573k 之间,这一过程使用转盘式炉膛辐射受热和颗粒在炉膛单层带电。此外,据报道,反应完成后碳排放仍在该中心生产的铁,使熔化的铁将会生产的过程称为 ITmk 3 和试验工厂在从 1999年 10 月开始进行了 6 个月 100 h 在 1623 K 下的 3 次运营。太原科技大学毕业设计(论文)- 60 -这样的低温生产铁水已设立了“Tatara”炉。“Tatara”是用日本传统工艺用含铁的沙子和木炭建立 1.2 米的高度的箱式炉。“Tatara”已投入商业运营直到 1922。根据铁碳系统生产熔融生铁和钢坯取决于碳氮含量的降低与液体平衡。碳在降低铁的吸收上高于“Tatara”炉。“Tatara”相似于 FASTMAT 反应机理。然而,Matsumura 等人没有明确确定生产熔融生铁的温度下限以及并没有详细的分析全过程的相关机制,不过在较低的温度下实现生铁制造,这些都是非常重要的。因此,本研究旨在探讨还原和熔化铁氧化物含煤颗粒的快速加热,并提出建议的可能性,使在较低的温度下可以产生生铁。2.实验2.1
3、 样品制备球面为绿色的磁铁矿矿石(直径约 1025 毫米),命名为 Romeral,含煤铁矿石(直径约 50 毫米),煤炭(直径约 40 毫米)和膨润土,最后提供的是粘合剂。使用了两种类型,A 型和 B 型煤,分别对应的颗粒 A 和颗粒 B。原材料的化学成分见表 1。这些粉末与质量分数为 2%的粘合剂混合。通过考虑完全还原铁矿石形成的碳量,确定了煤的数量,CO 气体以及所需的渗碳得到含有质量分数为 2%的碳铁。颗粒表观密度为 2.11 到 2.32gcm3。Table 1. Chemical composition of raw materials. (mass%)太原科技大学毕业设计(论文)- 61 -Fig. 1.Schematic diagram of equipment.2.2 反应过程中颗粒的观察图 1 显示了反应炉的颗粒在最低温度下生产熔融生铁。反应管的内径为 60毫米。两个 MgO 坩埚放置在球管上(外径 50 毫米,内径 38 毫米,150 毫米的高度)通过渗碳来降低颗粒与熔融产生的生铁,17 孔(直径 6 毫米)钻孔的 bot-Tom 滤液熔化的生铁、和较低的(50
4、毫米高度)是用于收集产品,放置在坩埚炉中的温度均匀区,氩气供给到反应管的流量为 100Nml/分钟,确认炉温度控制在所需温度,有几个球团让投进坩埚炉顶的熔炉。在反应部位,采用 R 型热电偶在反应过程中监控温度附近的颗粒,如图 1 所示。此外,通过肉眼查看端口的顶部反应管观察到了出现的颗粒。炉内温度控制在 15731723 K,导致确定的最低温度下熔化的生铁生产。在较低的坩埚中收集的铁样品被用来通过奥氏法太原科技大学毕业设计(论文)- 62 -和其他成分的能谱分析碳浓度。Fig. 2. Experimental set-up of oxygen sensors and thermocou-ples at the center and surface of a pellet.2.3 微粒中氧分压和温度的测量研究还原和熔化机制,进行了三种实验:(1)测量中心颗粒的温度,总压力和氧分压;(2)观察横截面上的颗粒反应;(3)测量生产中碳铁颗粒分布。图 2 显示了实验装置,测量中心和表面颗粒的温度和氧分压,同时在反应过程。R 型热电偶针型氧传感器(直径 3.5 毫米,长度 33 毫米)被安装在中心
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