生物质炭复合团块在高炉中的反应行为

作者：张壮壮; 王强; 唐惠庆^*; 薛庆国

来源：工程科学学报, 2022, 44(07): 1192-1201.

DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.30.002

• 生物炭
• 复合团块
• 高炉炼铁
• 反应模型
• 反应行为

研究了生物质复合团块在高炉中的反应行为，该复合团块主要成分(质量分数)为：11.1%C、72.7%Fe_3O_4、11.25%FeO、0.77%Fe和4.67%脉石.并对高炉环境下复合团块的反应行为进行了建模，通过高炉气氛下的等温动力学实验确定模型参数并进行了模型验证.进一步，结合模型模拟，模拟高炉环境的实验和团块微观结构分析，对模拟高炉条件下和实际高炉条件下团块的反应行为进行了分析.研究结果表明：模拟高炉条件下，在60 min (973 K)到120 min (1273 K)期间，团块的微观结构发生明显变化，其微观结构由渣相网络结构向金属铁网络结构转变.在实际高炉中，复合团块的反应进程主要包括三个阶段：团块的高炉煤气还原（473～853 K）、团块的高炉煤气还原和部分自还原（853～953 K）以及团块的完全自还原（953～1150 K）.在团块自还原参与阶段，与烧结矿相比，团块内氧化铁还原速率更快；与焦炭相比，团块内生物质炭气化速率更高.同时，在此阶段，团块有提高高炉煤气利用率和降低高炉热储备区温度的作用.

• 单位
  钢铁冶金新技术国家重点实验室; 北京科技大学