鐵氧化物微波場中升溫行為及其煤基直接還原研究.pdf

1、隨著世界鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展,以高爐為主導(dǎo)的煉鐵流程已經(jīng)發(fā)展到鼎盛時期,具有技術(shù)成熟、生產(chǎn)能力大、效率高等優(yōu)點,但是由于其流程長、投資大、能耗高、污染重等缺點,在焦煤短缺、價格昂貴的當(dāng)今世界,開發(fā)清潔、高效的非高爐煉鐵工藝已成為當(dāng)務(wù)之急。本論文進行了鐵氧化物微波場中升溫行為及其煤基直接還原基礎(chǔ)研究,為開發(fā)微波加熱氧化球團煤基直接還原新工藝提供理論指導(dǎo)。
　　 與傳統(tǒng)加熱方式不同,微波加熱是利用電磁場中冶金物料的介電損耗和磁損耗使物

2、料整體加熱。升溫試驗結(jié)果表明:鐵及其氧化物粉末和團塊都是良好的微波吸收體,并且團塊在微波場中的升溫快于粉末的升溫,它們在微波場中的升溫可分為前后兩個階段——快速升溫階段和緩慢升溫階段,前段升溫速率順序為:Fe3O4＞FeO＞Fe＞Fe2O3。其中Fe2O3粉末和團塊前段升溫緩慢,后段升溫速度加快;而Fe3O4、FeO、Fe粉末及其團塊前段升溫較快,后段升溫較慢。氧化球團和無煙煤也是良好的微波吸收體,并且無煙煤的升溫快于氧化球團的升溫。在

3、不同微波功率、質(zhì)量和粒級條件下對氧化球團和無煙煤進行升溫性能研究,結(jié)果表明:當(dāng)功率為1.3KW、球團質(zhì)量為160g、粒級為12～16mm時升溫速率最快,溫度升至1050℃的時間為42min;當(dāng)功率為1.3KW、無煙煤質(zhì)量為80g、混合粒級時升溫速率最快,溫度升至1080℃的時間為43min。
　　 研究了脈石成分在微波場中對Fe2O3團塊或氧化球團的升溫特性和還原過程的影響,結(jié)果表明:SiO2、Fe2O3在團塊中吸收微波出現(xiàn)“疊

4、加效應(yīng)”,使升溫速率變快;氧化球團中的脈石成分會引起局部的“熱應(yīng)力”,導(dǎo)致球團內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,有利于還原氣體的擴散。
　　 采用掃描電鏡分析了在微波作用下鐵及其氧化物的結(jié)構(gòu)性能變化,揭示了顆粒之間存在相互遷移、長大的規(guī)律。在微波輸入功率為1.3KW條件下,Fe2O3團塊溫度升高到1050℃時,Fe2O3顆粒直徑從0.25μm長大至1.2gμm;Fe3O4團塊溫度升高到650℃時,顆粒直徑從1μm長大至7μm。微波作用后鐵及其氧化物