隨著高爐大噴煤，焦炭用量不斷減少，焦炭負(fù)荷增大，焦炭層厚度減薄，鐵礦石層厚度增大；整個(gè)軟熔帶內(nèi)焦炭數(shù)量相對(duì)減少，焦炭破碎更嚴(yán)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(lái)要求焦炭應(yīng)有較高的冷態(tài)強(qiáng)度和高溫反應(yīng)后強(qiáng)度，可是CSR過(guò)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(duì)矛盾，希望能夠生產(chǎn)出既有足夠高強(qiáng)度又有較高反應(yīng)性的焦炭。 利用Fe、FeOx對(duì)碳素氣化反應(yīng)的催化作用，將鐵礦石添加到配合煤中，在實(shí)驗(yàn)室高溫炭化爐中制得鐵焦。由于其強(qiáng)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(qiáng)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(yīng)行為。討論了焦炭在高爐中向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程的行為變化，發(fā)現(xiàn)CO2和水蒸汽對(duì)焦炭的劣化影響較大；運(yùn)用熱力學(xué)軟件Factsage進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，分析了鐵礦石還原和焦炭氣化反應(yīng)的熱力學(xué)及兩者耦合的熱力學(xué)，發(fā)現(xiàn)水蒸汽對(duì)焦炭劣化的影響較CO2更大；考慮到高爐實(shí)際使用焦炭的形狀建立立方體形狀焦炭的反應(yīng)性動(dòng)力學(xué)模型，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行焦炭氣化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)該模型可靠；在鐵礦石還原實(shí)...

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 高爐焦炭的出現(xiàn)及其質(zhì)量要求
    1.2 國(guó)內(nèi)外對(duì)高反應(yīng)性焦炭研究的現(xiàn)狀
        1.2.1 高反應(yīng)性焦炭提出的理論基礎(chǔ)
        1.2.2 焦炭反應(yīng)性的影響因素
        1.2.3 提高焦炭反應(yīng)性所使用催化劑的研究概況
        1.2.4 日本高反應(yīng)性鐵焦研究概況
    1.3 焦炭在高爐中的作用及其在爐內(nèi)的行為
        1.3.1 高爐煉鐵原料焦炭在爐內(nèi)的劣化
        1.3.2 焦炭在高爐內(nèi)的劣化原因及其熱指標(biāo)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(xué)研究
    2.1 O₂氧化石墨的熱力學(xué)
    2.2 CO₂氧化石墨的熱力學(xué)
    2.3 H₂O 氧化石墨炭的熱力學(xué)
    2.4 鐵氧化物還原的熱力學(xué)
    2.5 焦炭氧化溶損反應(yīng)與鐵礦石還原反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的熱力學(xué)
        2.5.1 熱力學(xué)耦合反應(yīng)定義
        2.5.2 石墨-CO₂溶損反應(yīng)與鐵氧化物還原反應(yīng)之間的耦合反應(yīng)
        2.5.3 石墨-H₂O 溶損反應(yīng)與鐵氧化物還原反應(yīng)之間的耦合反應(yīng)
第3章 塊狀焦炭氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型
    3.1 焦炭氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究和建立數(shù)學(xué)模型的意義
    3.2 焦炭反應(yīng)性模型建立
    3.3 焦炭氣化反應(yīng)模型檢驗(yàn)
第4章 鐵焦-鐵礦石混合反應(yīng)行為實(shí)驗(yàn)室研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)方案和所用儀器設(shè)備
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.2.1 武鋼鐵礦石與鐵焦等溫還原反應(yīng)行為實(shí)驗(yàn)
        4.2.2 不同粒度鐵焦與武鋼鐵礦石等溫耦合實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 不同粒度鐵焦對(duì)燒結(jié)礦還原反應(yīng)的影響
        4.2.4 鐵焦-球團(tuán)礦混合試樣等溫反應(yīng)過(guò)程中尾氣分析
    4.3 實(shí)驗(yàn)室高低堿度燒結(jié)礦與鐵焦混合等溫耦合反應(yīng)行為
    4.4 不同比例鐵焦-燒結(jié)礦等溫耦合反應(yīng)行為
    4.5 鐵焦-燒結(jié)礦混合試樣變溫耦合反應(yīng)行為
        4.5.1 不同溫度下等溫還原耦合反應(yīng)行為
        4.5.2 鐵焦-燒結(jié)礦變溫耦合效應(yīng)
        4.5.3 高溫狀態(tài)下鐵焦-鐵礦石耦合反應(yīng)機(jī)理
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄 2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3839258