微波加熱強(qiáng)化鐵礦氧化球團(tuán)煤基還原研究.pdf

1、高爐煉鐵法經(jīng)過(guò)400多年發(fā)展,是目前較經(jīng)濟(jì)和成熟的煉鐵生產(chǎn)方法；但存在對(duì)冶金焦強(qiáng)烈依賴和制焦過(guò)程污染嚴(yán)重的問(wèn)題。開發(fā)非高爐煉鐵技術(shù)縮短鋼鐵工藝流程,實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排高效生產(chǎn)具有重大現(xiàn)實(shí)意義,形成了以直接還原和熔融還原為主的工藝流程。
　　 本文以我國(guó)儲(chǔ)量豐富的煤炭資源為還原劑,進(jìn)行了鐵精礦球團(tuán)豎爐微波加熱直接還原試驗(yàn)研究。微波的整體性和選擇性加熱特點(diǎn),可使鐵原料和還原劑快速升溫,并促進(jìn)還原反應(yīng)。研究表明,磁鐵礦、赤鐵礦、煤粉和焦粉

2、對(duì)微波均具有良好的吸收性。采用MW-L0316V工業(yè)微波爐功率1.3kw加熱時(shí),鐵精礦球團(tuán)、焦粉和煤粉前段升溫較快,表觀升溫速率分別為46.85℃·min-1、40.91℃·min-1和40.07℃·min-1；后階段變慢,升溫速度分別為11.59℃·min-1、11.02℃·min-1和12.91℃·min-1。在連續(xù)式豎爐反應(yīng)器中,微波功率7.5kw,碳鐵比0.32時(shí),球團(tuán)和焦粉混合物料的平均升溫速率為5.7℃·min-1。微波加熱

3、鐵精礦球團(tuán)煤基直接還原研究表明,隨著微波加熱還原時(shí)間的延長(zhǎng),物料還原溫度提高,球團(tuán)金屬化率迅速提高。當(dāng)最高溫度達(dá)到1080℃時(shí),金屬化率為77.11％。煤粉破碎時(shí),有利于改善反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件,當(dāng)采用-2mm煤粉作為還原劑,還原溫度1050℃,還原時(shí)間120min,碳鐵比0.53條件下,球團(tuán)的金屬化率可達(dá)97.93％。還原劑的固定碳含量高,粒級(jí)分布均勻,粒度越細(xì)時(shí)還原效果越好。在微波還原過(guò)程中,細(xì)粒還原劑有助于和鐵礦球團(tuán)的吸附反應(yīng)和自身的氣

4、化反應(yīng)。提高碳鐵比可以提高成品球的金屬化率,但微波還原過(guò)程中較低的碳鐵比(0.32)仍可以獲得相對(duì)較高的金屬化率。成品球的金屬化率與煤種性質(zhì)關(guān)系密切,選用揮發(fā)分高的煤種對(duì)還原效果有利。隨著還原反應(yīng)的進(jìn)行,球團(tuán)中出現(xiàn)大量的“碎裂”的浮氏體,內(nèi)部孔隙增多,有助于CO氣體進(jìn)入浮氏體內(nèi)部進(jìn)行還原,進(jìn)而使還原成的金屬鐵連接成橋,還原反應(yīng)能夠充分進(jìn)行。浮氏體還原后形成金屬鐵和渣相,只有個(gè)別浮氏體殘留有尚未完全消失的細(xì)小晶體。微波加熱還原鐵礦球團(tuán),物