搜索
分类号：____________密级：______________ＵＤＣ：____________单位代码：______________硕士学位论文论文题目：焦炉煤气直接还原铁矿石动力学研究学号：_________________________作者：_________________________专业名称：_________________________2011年05月30日王丽丽200802193钢铁冶金公开10127TF554内蒙古科技大学硕士学位论文论文题目：作者：_________________________指导教师：单位：论文提交日期：2011年05月30日学位授予单位：内蒙古科技大学赵文广教授内蒙古科技大学焦炉煤气直接还原铁矿石动力学研究王丽丽焦炉煤气直接还原铁矿石动力学研究ResearchonDynamicsofDirectReductionForIronOreByCokeOvenGas研究生姓名：王丽丽指导教师姓名：赵文广内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010，中国Candidate：WangLiliSupervisor：ZhaoWenguangSchoolofMaterialandMetallurgyInnerMongoliaUniversityofScienceandTechnologyBaotou014010，P.R.CHINA独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的说明本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：__________I摘要气基直接还原铁工艺是世界直接还原工艺的主要方向，本实验目的是研究配置不同氧化度的焦炉煤气对球团铁矿石的还原度和还原速率的影响,并在此基础上进行动力学的研究.本论文的研究工作，为气基直接还原过程的实际生产提供了基础信息和理论依据，具有重要的应用前景。实验采用三段式竖炉还原设备，配置的不同氧化度煤气对球团铁矿石进行还原，由电子测重仪测量还原过程的失重量，再通过计算机记录数据并使用软件绘出还原过程曲线。用还原失重法研究焦炉煤气(CO+H2+H2O+CH4混合气体)条件下球团矿还原失氧规律。通过对实验数据的分析，得出随着氢气量的增加，还原速率、还原度和金属化率增大，当氢气含量达到68%时，还原度为90.79%，金属化率为86.17%。当还原气体的氧化度为0.087时，还原度和金属化率分别为91%和86.5%，达到昀大值。当还原气体氧化度小于0.087时，还原度和金属化率随着氧化度的增加而增加；还原气体氧化度大于0.087时，还原度和金属化率随着氧化度的增加而减少。在同一还原气体条件下，随着试验温度的升高，还原度和还原速率都是增大的。还原反应进行到一定程度后，还原度达到稳定值，随着还原时间的延长，还原度不再增大。还原的昀佳条件是：900℃下，氢气含量为68.3%，还原气体的氧化度为0.087。研究结果表明：在同一还原气体条件下，不同还原温度下的内扩散阻力大小顺序为：900℃850℃800℃750℃；不同还原温度下的界面化学反应阻力大小顺序为：800℃750℃850℃900℃。在试验温度为900℃时，内扩散阻力迅速增大，并占据了主导地位。所以，在高温还原时，还原过程中内扩散阻力起到了决定性的作用。各个还原条件下的界面化学反应阻力与内扩散阻力都随着还原度的增大而增大。同一实验温度下，焦炉煤气还原球团矿时内扩散阻力昀大；含H2为68.3%的还原气还原球团矿时界面化学反应阻力昀大。关键词：气基直接还原；还原度；动力学；反应控制步骤IIAbstractThegasbasedirectreductionirontechnologisthemainforceoftheworlddirectreductiontechnology.Thepurposeoftheexperimentistheinfluenceofthecokeovengaswithdifferentoxidiabilityonreductionandthereductionrateofironandpellets.Andonthisbaseresearchofmechanismhasbeencarriedout.Thereseachhasprovidedbaseinformationandtheoreticalbasisfortheactualproduction.Intheexperimentironandpelletsisreducedbydifferentoxidiabilityofovengaswith3-sectionalshaftfurnacesandthenweightlostismeasuredbyweighingequipment,whichiscountedbythecomputertogetreductionprocesscurve.ReductionruleoftheironandpelletsisstudiedbyreductionmasslosswaywithCO+H2+H2O+CH4gasmixtures.Theresultshows:therateofreductionandReductionIndex(RI)ofpellethadalittleimprovementwiththeincreaseofhydrogengas.Forexample,theReductionIndex(RI)ofpelletreaches90.79%andmetallizedrateis86.17%whenthehydrogengascontentis68%.Whiletheoxidationofreductiongasis0.087,theReductionIndex(RI)ofpelletreachesthemaximumof91%andmetallizedratereachedthemaximumof86.5%;Whentheoxidationofreductiongasislowerthan0.087,theReductionIndex(RI)andmetallizedrateiscreasingwiththeoxidationincreasing,whiletheoxidationofreductiongasishigherthan0.087,theruleisopposite.Also,reductionandreductionrateisallaugmentingintheconditionofthesamereductiongas.Whenthereductionreactionistocertainextent,reductionrateishardtobeincreasedthoughthereductiontimeisextended.optimumreductionconditionisthatthehydrogengascontentis68.3%,theoxidationofreductiongasis0.087andthetemperatureisat900℃.Theresultshowsthatexternaldiffusionresistanceisgrowingwiththetemperaturehigherfrom750℃to800℃,850℃and900℃,andtheinterface-chemicalreactionresistanceisgrowingwiththetemperaturevaryingfrom900℃to850℃,750℃and800℃intheconditionofthesamereductiongas.Externaldiffusionresistancequicklyenlargestobethemainforcewiththetemperatureof900℃.Soexternaldiffusionresistanceplayedacrucialroleintheprocessofhightemperaturereduction.Ineveryconditionofreduction,theinterface-chemicalreactionresistanceincreaseswiththeincreaseofreductiondegree.externaldiffusionresistancereachesthemaximumwhentheironandpelletsisreducedbycokeovengasintheconditionofthesametemperature,andtheinterface-chemicalreactionresistancereachesthemaximumwiththehydrogengascontentof68.3%.Keyword:Gasbasedirectreduction;Degreeofdirectreduction;Dynamics;ReactioncontrolstepsIII目录摘要.........................................................................................................................................IAbstract......................................................................................................................................II引言........................................................................................................................................11文献综述.................................................................................................................................21.1直接还原铁概述...........................................................................................................21.1.1世界直接还原铁的发展及现状........................................................................21.1.2我国直接还原铁的发展及现状........................................................................21.1.3直接还原铁的工艺..................................