流化床气基直接还原钛磁铁矿动力学分析.pdfVIP

第 42卷第 5期 现代冶金 Vol42 No 5 20I4 ，叶 l0J_】 M odernM etallurgy Oct20l4 流化床气基直接还原钛磁铁矿动力学分析 刘 瑛 ，郭汉杰 ，郭 磊 ，李永麒 ，孙贯永 (I北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083；2北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083) 摘 要：建立流化床还原钛磁铁矿数学模型，描述了流化床 内还原动力学过程，通过理论分析 ，公式推 导，得到流化床的平均还原度与时间的关系式 在竖直管式电阻炉 内进行模拟流化床实验．结果表明， 流化床 内钛磁铁矿的还原过程限制环节是颗粒的界面化学反应，验证了流化床平均还原度与时间的关系。 关键词：钛磁铁矿；流化床；还原动力学 中图分类号：TF552 企业利润空间受到挤压 ，钢铁企业和科研T作者 都在努力寻找和丌发新的炼铁技术 1-31。 引 言 流态化炼铁技术可 以直接使用粉矿 、不用焦 炭 ，可 以处理复杂 的共生矿 ，R矿粉和气体混合 随着现代化和新犁城镇化建设 的不断发展 ， 良好 ，强化了传热 、传质和还原过程 ，动力学条 中国钢铁T业经历 了高速发展期 。当前 中国炼钢 件大幅度改善 。对促进生产效率 的提高 ，保护环 原料主要是高炉铁水 ，但是rf1于铁矿资源供应受 境 ，起到重要作用 ，因此该技术越来越受到人们 制于人 ，铁矿石粒度细化 ，焦煤资源加剧枯竭 ， 的青睐[4-6]。 使得高炉炼铁技术暴露 出许多 固有 的不足 ，钢铁 1．高压气瓶 ；2．减压阀；3．质量流量计 ；4压力传感器；5．沉降室；6．石英管；7．流化床 ；8试样 ；9气体混合室；l0．透视室；11 电阻炉；12．热电偶 ；13．分布板 ；14．无纸记录仪 图 1 竖直管式电阻炉 收稿 日期：2014—01-16 作者简介：刘 瑛(1988一)，男，硕士。电话E-mail：liuying8773@163+tom 2 现 代 冶 金 第 42卷 板 卜的 ／l,~L不允许试样颗粒通过 )。通过热 电偶检 1 实验 内容 测流化床 内的还原温度 。电阻炉 留有观察窗L_l， 肉眼可直接观察床层流化状态．同时通过压力传 1．1 实验设 备 感器记录床 压差变化 。 实聆使JH的还原炉为 n主没计 的 、模拟热态 1．2 实验 原料 可视流化床 的竖直管式 电阻炉 (见 图1)。升温速 原料为 印 某海滨铁砂矿 ，磨 网度好 、粒度 率和保温时问可控 ，其反应器为双层透 明石英管 ， 均匀 ，除渣后试样粒度为80～l00目90％。主要矿 J、J『、外径分别为 30mill和 70mill，内管为流化 物相为钛磁铁矿 ，钛钦矿少量 ．