高炉内H₂体积分数对焦炭气化反应的影响

兰臣臣^1,2，刘然^1,2，张淑会^1,2，吕庆^1,2

1. 华北理工大学冶金与能源学院2. 华北理工大学教育部现代冶金技术重点实验室

摘 要：为了明确高炉富氢冶炼条件下焦炭的气化行为,利用高温模拟试验研究了高炉内φ（H₂）对焦炭气化反应和孔隙结构的影响,得到了不同φ（H₂）下矿石的还原与焦炭气化反应的关系、焦炭气化最严重的温度区间及焦炭微观孔隙结构的变化。研究结果表明,矿石的还原度和焦炭的失重率在升温过程中都逐渐增加。随着φ（H₂）的增加,焦炭的气化率增加幅度最大的温度区间逐渐向低温区移动,主要由于随着φ（H₂）的增加,矿石的还原反应逐渐趋向于在低温区进行,使得其在高温区产生的可供焦炭气化反应的CO2和H₂O的总量降低;φ（H₂）由5%增加至10%时,焦炭的气化率增加幅度最大;随着φ（H₂）的增加,焦炭的平均壁厚逐渐降低,孔隙率、比表面积及总孔容都逐渐增加;焦炭大孔所占比例逐渐增加,焦炭气孔壁的薄壁结构所占比例逐渐增加。

关键词：高炉;H2体积分数;焦炭气化;矿石还原;孔隙结构;