《固體製劑對COREX豎爐爐料黏結的抑制行為及機理研究》是依託安徽工業大學，由狄瞻霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：固體製劑對COREX豎爐爐料黏結的抑制行為及機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：狄瞻霞
- 依託單位：安徽工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
預還原豎爐內爐料黏結是COREX煉鐵工藝中的一個重大難題。本研究提出在COREX豎爐爐料中添加以高熔點氧化物為基料的固體製劑的思想，以抑制爐料在還原過程中黏結的產生。本項目擬綜合運用礦物學、還原動力學等相關知識，輔以XRD、TEM、SEM、EDS、礦相顯微分析系統等手段，在研究CaO、MgO等高熔點氧化物與COREX豎爐用含鐵爐料間固溶特性基礎上，探索控制固溶最佳機制和固體製劑的組成。通過對不同固體製劑與豎爐含鐵爐料還原後產物的物相組成和物質結構分析，研究固體製劑對含鐵爐料粉化和黏結的抑制作用，開發出以高熔點氧化物為基料的固體製劑，並揭示固體製劑在爐內的行為特徵和抑制機理，為解決COREX工藝預還原豎爐爐料黏結提供理論基礎與技術支撐。
結題摘要
為應對焦煤資源日益匱乏的現狀，冶金工作者開發了很多用非焦煤替代焦炭或少量使用焦炭非高爐煉鐵工藝，其中COREX是目前實現工業化且相對成熟的一種熔融還原煉鐵技術，然而，COREX運行過程中，遇到了很多問題，如風口破損、爐料黏結、金屬化率偏低、煤氣流反竄等，其中豎爐內爐料黏結是COREX煉鐵工藝中的一個重大難題。本項目通過對豎爐球團還原後的黏結指數和金屬化率及其影響因素的系統研究，揭示了球團還原黏結行為和機理，為解決COREX豎爐爐料黏結的工藝問題提供理論借鑑，並較為系統地闡述了固體製劑的加入階段、製備方法及組成等對抑制球團還原黏結的作用行為和機理，建立了豎爐內氣流分布的三維穩態數學模型。研究表明球團還原過程中不斷析出的金屬鐵原子以擴散的方式不斷遷移到球團表面，形成層狀和晶須狀的鐵，在高溫的作用下，不斷黏結在一起，球團黏結屬於金屬鐵原子以擴散方式相互滲透的固相黏結。以高熔點氧化物為基體的固體製劑以塗層方式加入熟球團表面，塗層相當於在球團表面形成了一層緻密“殼”狀結構，還原過程中抑制劑顆粒彌散在析出鐵原子之間，降低了析出鐵原子的濃度和鐵原子擴散的速度，雖然降低了黏結指數，但是降低了金屬化率，不是有效的固體抑制劑。鑒於此，開發了一種“高熔點氧化物+高溫可燃物”的固體製劑用的抑制球團還原黏結，該固體製劑在高溫的作用下燃燒，產生大量的氣孔，形成了“蜂窩殼”狀的結構，既抑制了黏結，又不影響球團的還原金屬化率，為解決COREX工藝預還原豎爐爐料黏結提供了理論基礎與技術支撐。通過本項目的研究，共發表和錄用學術論文8篇，其中SCI、EI收錄3篇，中文核心期刊2篇，會議論文3篇；申請專利5項，授權3項，培養碩士研究生、本科生5人；學術成果、人才培養等均超過了項目的預期目標。
