微波碳热还原转炉渣脱磷动力学研究
  • 【摘要】

    我国是钢铁大国,年产钢过6亿t,此外,钢铁作为我省的支柱产业,发挥的作用不可替代,我省年产钢1.45亿t左右,其中钢渣占钢产量的8%~10%左右.因此,钢渣的综合利用就成为亟待解决的问题.传统方法用于道路、水泥、建筑等,但其中游离的CaO易造成体积不稳定,而其中的铁氧化物含量也偏高,这些都是无益组分.烧结,转炉配加钢渣都存在P富集的问题,钢厂循环利用钢渣量受到限制,从环境保护与资源充分利用角度出发... 展开>>我国是钢铁大国,年产钢过6亿t,此外,钢铁作为我省的支柱产业,发挥的作用不可替代,我省年产钢1.45亿t左右,其中钢渣占钢产量的8%~10%左右.因此,钢渣的综合利用就成为亟待解决的问题.传统方法用于道路、水泥、建筑等,但其中游离的CaO易造成体积不稳定,而其中的铁氧化物含量也偏高,这些都是无益组分.烧结,转炉配加钢渣都存在P富集的问题,钢厂循环利用钢渣量受到限制,从环境保护与资源充分利用角度出发,需要开发将钢渣中磷去除并富集,回收渣中铁锰等金属的利用技术.微波技术在加热高电介质耗损原料方面是一种简单而有效的方法,在冶金还原领域有着广阔的应用前景.相较于传统加热还原工艺需要较高的温度和损耗,具有体积性加热、选择性加热、非接触性加热、即时性等加热特性的微波场在较低温度下能够提供更多的热量.利用微波加热的方式对转炉钢渣进行碳热还原,研究了不同条件下转炉渣的升温情况、脱磷率,以及炉钢渣中铁、磷的还原动力学等.结果表明:转炉渣在微波场下取得了良好地升温效果;在1300~1500℃下,渣中磷大部分被还原,脱磷率可达93.2%,其中一部分以气化形式去除.微波碳热还原钢渣反应可以得到致密的Fe-C合金球,易从渣中提取.在1300~1500℃,转炉渣的脱磷率随温度的增加而增加,1300℃时为54%,1500℃时可达73%.若适当增加保温时间,更利于还原反应的进行.反应物料保温60min,脱磷率可达93.2%.钢渣的还原效果受粒度、碳当量的影响.脱磷率随着碳当量的增加而增加,在1500℃、3Ceq下,钢渣脱磷率可达92.1%.改变转炉渣的颗粒半径,对于反应产物的粒度有显著影响.物料的粒度越细,还原效果越理想.P2O5的还原为一级反应,反应的活化能为118.12kJ/mol,其中CO气体在相界面的扩散为反应的限制性环节.物料的金属化率随着温度、保温时间的增加而增加,铁的回收率可达97%;铁的还原反应为一级反应,表观活化能为132.43kJ/mol,CO在产物层中的传质为反应的限制性环节. 收起<<

  • 【作者】

    石鑫越 

  • 【学科专业】

    冶金工程

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    河北联合大学

  • 【导师姓名】

    艾立群

  • 【学位年度】

    2013

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    转炉钢渣%微波碳热%还原%脱磷率%活化能