隨著高爐大噴煤，焦炭用量不斷減少，焦炭負荷增大，焦炭層厚度減薄，鐵礦石層厚度增大；整個軟熔帶內焦炭數(shù)量相對減少，焦炭破碎更嚴重，為保持高爐的透氣性，焦炭的“骨架”作用更為突出。這樣一來要求焦炭應有較高的冷態(tài)強度和高溫反應后強度，可是CSR過高則CRI下降，不利于高爐高效冶煉，造成還原劑消耗數(shù)量增加，生鐵成本增加。為了解決高爐順行和高效冶煉這對矛盾，希望能夠生產(chǎn)出既有足夠高強度又有較高反應性的焦炭。 利用Fe、FeOx對碳素氣化反應的催化作用，將鐵礦石添加到配合煤中，在實驗室高溫炭化爐中制得鐵焦。由于其強度較普通焦炭差，不能作為單一燃料供給高爐，但作為高爐的一種附加燃料焦丁使用其強度還是足夠的。本文主要研究鐵礦石和鐵焦混合試樣的反應行為。討論了焦炭在高爐中向下運動過程的行為變化，發(fā)現(xiàn)CO2和水蒸汽對焦炭的劣化影響較大；運用熱力學軟件Factsage進行數(shù)值模擬計算，分析了鐵礦石還原和焦炭氣化反應的熱力學及兩者耦合的熱力學，發(fā)現(xiàn)水蒸汽對焦炭劣化的影響較CO2更大；考慮到高爐實際使用焦炭的形狀建立立方體形狀焦炭的反應性動力學模型，并在實驗室進行焦炭氣化反應實驗，證實該模型可靠；在鐵礦石還原實...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 高爐焦炭的出現(xiàn)及其質量要求
    1.2 國內外對高反應性焦炭研究的現(xiàn)狀
        1.2.1 高反應性焦炭提出的理論基礎
        1.2.2 焦炭反應性的影響因素
        1.2.3 提高焦炭反應性所使用催化劑的研究概況
        1.2.4 日本高反應性鐵焦研究概況
    1.3 焦炭在高爐中的作用及其在爐內的行為
        1.3.1 高爐煉鐵原料焦炭在爐內的劣化
        1.3.2 焦炭在高爐內的劣化原因及其熱指標討論
    1.4 焦丁-鐵礦石混合冶煉理論分析和高爐混裝冶煉效果概述
第2章 石墨氧化與鐵氧化物還原熱力學研究
    2.1 O₂氧化石墨的熱力學
    2.2 CO₂氧化石墨的熱力學
    2.3 H₂O 氧化石墨炭的熱力學
    2.4 鐵氧化物還原的熱力學
    2.5 焦炭氧化溶損反應與鐵礦石還原反應同時進行的熱力學
        2.5.1 熱力學耦合反應定義
        2.5.2 石墨-CO₂溶損反應與鐵氧化物還原反應之間的耦合反應
        2.5.3 石墨-H₂O 溶損反應與鐵氧化物還原反應之間的耦合反應
第3章 塊狀焦炭氣化反應動力學數(shù)學模型
    3.1 焦炭氣化反應動力學研究和建立數(shù)學模型的意義
    3.2 焦炭反應性模型建立
    3.3 焦炭氣化反應模型檢驗
第4章 鐵焦-鐵礦石混合反應行為實驗室研究
    4.1 實驗方案和所用儀器設備
    4.2 實驗結果與討論
        4.2.1 武鋼鐵礦石與鐵焦等溫還原反應行為實驗
        4.2.2 不同粒度鐵焦與武鋼鐵礦石等溫耦合實驗
        4.2.3 不同粒度鐵焦對燒結礦還原反應的影響
        4.2.4 鐵焦-球團礦混合試樣等溫反應過程中尾氣分析
    4.3 實驗室高低堿度燒結礦與鐵焦混合等溫耦合反應行為
    4.4 不同比例鐵焦-燒結礦等溫耦合反應行為
    4.5 鐵焦-燒結礦混合試樣變溫耦合反應行為
        4.5.1 不同溫度下等溫還原耦合反應行為
        4.5.2 鐵焦-燒結礦變溫耦合效應
        4.5.3 高溫狀態(tài)下鐵焦-鐵礦石耦合反應機理
結論
致謝
參考文獻
附錄 1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
附錄 2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目



本文編號：3839258