冶金尘泥含碳球团直接还原机制的试验研究

何环宇^1,2,3，刘虹灵^1,2,3，崔一芳^1,2,3，李杨^1,2,3，丁娟^1,2,3

1. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室2. 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室3. 湖北省冶金二次资源工程技术研究中心

摘 要：以气固反应相继发生动力学模型为基础开展冶金尘泥含碳球团直接还原试验,考察还原速率、还原率以及还原气氛等表征还原特性的特征参数在整个还原过程的变化,研究冶金尘泥含碳球团的还原行为及过程的作用机制。结果表明:冶金尘泥含碳球团的还原过程由孕育启动期、快速反应期和反应结束期组成,反应进程快,3～5 min就能达到碳气化和铁氧化物还原剧烈进行的温度。在1 270℃以下,升高温度对含碳球团还原有明显加速作用,但进一步提高温度,球团n（C）/n（O）（（C、O摩尔比））及球团中碳的消耗对还原过程的影响更为显著,表现在最大还原速率维持时间延长,还原率大幅提高。碳气化反应是含碳球团还原过程最重要的环节,其反应生成的CO决定了铁氧化物还原反应物的供给速度。反应过程处于明显的还原性气氛中,气氛中CO₂来自于部分CO的进一步氧化,其含量多少取决于气氛中CO的数量和反应的进程。

关键词：冶金尘泥;含碳球团;直接还原过程;相继发生模型;还原机制;