文摘gydF4y2Ba

含碳球团准备与碳化农业废弃物和铁精矿产品,和直接还原的试验研究。实验结果表明,含碳球团可以迅速减少在15分钟,1200到1300°C,适当的高温保持时间是15到20分钟。减少的程度逐渐增加,温度上升,减少颗粒的和适当的温度是1200°C。减肥速度和减少颗粒度增加的碳比例和相对合理的碳氧的摩尔比为0.9。较高含量的碳和一个适当的内容的挥发性问题在生物质炭有利于颗粒的减少。可以减少含碳球团在空中高速,但有一些reoxidization现象。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

近年来,含碳球团的研究吸引了冶金学家的高度重视。含碳球团是由含铁粉和碳质添加剂(可口可乐的微风,petro-coke、煤粉、泥炭苔藓,和木炭)与适当的混合粘结剂(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。碳和含铁颗粒或加工成冷/热通过球团成球盘或通过压块成型机后彻底的混合。含碳球团最初是用于生产优质海绵铁(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3gydF4y2Ba),他们也可以送入高炉。Yokoyama et al。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)准备矿石/煤炉水泥作为粘结剂(混合比例是年级质量%),进行了80天的54公斤/ t测试在大分的男朋友2号。大幅减少燃料消耗率证实了这个测试。这是试图取代部分生物量char柳杉的煤粉制备的含碳铁矿石加工成热gydF4y2Ba5gydF4y2Ba]。反应性的差异之间的木炭,竹炭,煤炭也调查(gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。生物质炭的原料来源广泛;然而,在中国,森林资源是穷,但是农业废弃物输出是伟大的。木炭条由农作物为原料逐步形成市场在冬天取暖。gydF4y2Ba

据报道,小麦和玉米作物的碳含量约为40%,超过43%稻壳。派生的生物质炭含有更少的灰尘和杂质如硫和磷的含量也很低。生产含碳球团矿的应用不仅会导致有效的解决难题在大规模使用农业废料也提高钢铁产品的质量。gydF4y2Ba

最大碳化温度等几个因素的影响日本的柏树,降低温度,加热概要文件部分减少gydF4y2BaFgydF4y2Ba(%)60分钟后被鸠山在实验室实验研究et al。gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。煤炭内容表观密度的影响及冷碎强度和溶解温度的热煤复合铁矿石加工成被Hayashi调查(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]。Kunishi et al。gydF4y2Ba9gydF4y2Ba)的x射线衍射分析证实了减少颗粒碳复合使用semi-Newcastle氧化铁颗粒混合煤炭最大碳化温度较低(823 K)氧化铁的还原能力最高。Ariyama et al。gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]准备氧化铁组成的复合塑料废物和证实复合结构的重要性和温度剖面的有效利用热解气体释放塑料。gydF4y2Ba

还研究了残余波动的影响在semicharcoal生物质在铁矿石球团的还原性能gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]。由于生物质炭的反应性超越可口可乐,建筑师et al。gydF4y2Ba12gydF4y2Ba)进行了生物质炭如何改进研究含碳球团的反应性。碳,氧的摩尔比,表示为C / O率以下,被选为1.0。日本cedar-derived生物质炭,铁矿粉无粘结剂混合均匀,然后在10毫米死在9.8 MPa平板的样本。测试炉内的温度增加到1000°C 0.167°C / s的速度,模拟高炉轴条件。以下主要结果:(1)生物质炭的气化反应速率快于可口可乐的数十倍;(2)减少复合始于大约550°C,铁矿石和反应性的碳与生物质炭复合与可口可乐非常快;和(3)碳的反应速率与highlyreactive铁矿石复合还原剂碳气化反应速率和控制铁矿石还原。gydF4y2Ba

Takyu et al。gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]试图理解铁矿石还原机制和碳复合低温挥发性问题在生物质炭。铁矿石和碳复合加热以恒定速率1473 K,股份有限公司和有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba浓度废气由红外吸收分析仪进行了分析。发现减少程度在1100 K的增加不稳定的问题。通过比较样品与生物质混合字符3和样例与煤混合字符,CO含量下降在温度低于1000 K时增加更高的温度。至于有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba内容,当温度超过900 K和增加达到最大值约为950 K,暗示间接还原反应加快。gydF4y2Ba

减少代理应用于含碳球团的研究目前在国内外煤炭和生物质炭来源于木材材料。摘要稻壳的本地丰富的资源和花生壳在湖南省利用原材料准备生物质炭,用来取代煤粉制备含碳球团矿和在实验室学习改善生物质炭对丸还原性的影响。gydF4y2Ba

2。材料和方法gydF4y2Ba

2.1。实验材料gydF4y2Ba

颗粒制备的集中是由香港公司提供的化学成分是列在表中gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。还原剂是生物质木炭准备从稻壳和花生壳通过粉碎、成型、低温碳化(300 - 350°C)。在这个工作中,两种生物质木炭具有不同化学成分被应用,旨在研究字符组成的影响含碳球团的还原过程。他们的化学成分表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。膨润土用作粘结剂,其化学成分如表所示gydF4y2Ba3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

从表gydF4y2Ba1gydF4y2BaFeO说内容的集中是27.02%。的铁gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_3gydF4y2Ba内容从FeO说%计算,T。Fe% was 60.76%, and the corresponding total oxygen content was 24.23%, stating that this concentrate was a pure magnetite with T.Fe/FeO = 2.35.

从表可以看出gydF4y2Ba2gydF4y2Ba生物质炭的灰分和硫分低。低灰分提高高炉性能好处的通量的减少消费和低硅含量生铁的冶炼。固定碳含量低和挥发物含量高主要是因为,而低碳化温度制备生物质炭被接受,导致一个不完整的热解。但残留挥发性将扮演重要的角色降低球团矿的还原过程,因为这些材料开始裂缝,产生HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaC当温度达到近最大碳化温度(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]。热解的温度范围也远远低于开始氧化铁的还原;所以有必要设计复合结构和温度曲线实现这个温差的复合反应的同时,为了有效利用热解气作为还原剂(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

2.2。碳配比gydF4y2Ba

三摩尔比率的碳氧颗粒被选在这项研究中,也就是说,0.8,0.9和1.0。1公斤所需的相应数量的生物质炭铁精矿、混合生物质炭颗粒和碳含量的比率可以计算基于碳和氧元素的质量平衡。gydF4y2Ba

均匀混合精矿,生物质炭和膨润土(额外6质量%)重,工序精制成球盘的混合,过筛部分8 - 12毫米。为了防止球打破由于热应力在预热阶段,需要预热绿色球在105°C 2 h。gydF4y2Ba

2.3。设备和程序gydF4y2Ba

通过应用热重量分析法技术(TG),含碳球团被加热,减少了莫西人gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba酒吧的电炉,试验装置如图gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。炉的温度测量与pt - 30% rh / pt - 6% rh热电偶和测量样品重量1公斤0.001 g的电子天平的精度。上层Fe-Cr-Mo铁丝篮30毫米ID和100毫米高度与电子天平。十丸具有类似直径25 - 30 g总重量被选为一个测试,在使用之前,他们在105°C干2 h。炉加热10°C /分钟,因为它低于200°C时,加热速度改为15°C /分钟超过200°C。当达到指定的实验温度,NgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba气流的速度清除3 L / min。5分钟的温度保持不变,那么篮子很快投入炉与样品一起,体重不断记录。gydF4y2Ba

实验进行了等温地,减少温度分别是1000,1100,1200,和1300°C,和减少时间分别为5、10、15、20分钟。减少后,样品很快从炉中取出,放入管式炉与氮气冷却到室温。gydF4y2Ba

2.4。测试参数计算gydF4y2Ba

对于通常的铁矿石,降低的程度可以直接从减肥计算。含碳球团的减肥,除了氧气,碳损失,挥发性问题的数量分开,剩余的水蒸发也包括在内。大多数研究者根据化学分析值估计的总铁、金属铁,降低样品和FeO说内容,这种方法只能获得最终结果的程度降低,不能描述还原过程。本文利用改进的减肥方法,那就是,通过含碳氧化铝球作为参考,间接测量不稳定问题和水的分离比和减少评估的程度与方程(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba),它起源于一个参考和修改工作。gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba米gydF4y2Ba_OgydF4y2Ba在铁氧化物氧气量,gydF4y2BaggydF4y2Ba;gydF4y2BafgydF4y2Ba_ΣgydF4y2Ba是总重量损失的百分比,%;gydF4y2BafgydF4y2Ba_{−PgydF4y2Ba}是减肥的挥发性问题和水分的百分比在含碳铝球,%;和gydF4y2BaWgydF4y2Ba含碳球团的重量,gydF4y2BaggydF4y2Ba。gydF4y2Ba

在实验中发现,释放挥发物基本上是终止在5分钟。的观测值gydF4y2BafgydF4y2Ba_{−PgydF4y2Ba}在不同的温度和C / O率如表所示gydF4y2Ba4gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

3所示。结果和分析gydF4y2Ba

3.1。影响C / O比含碳球团的还原gydF4y2Ba

减少程度的含碳球团的情节与不同C / O摩尔比率在1200°C与时间是描绘在图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

如图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,C / O比影响还原速度和减少的程度在20分钟。随着C / O比从0.8提高到0.9,10分钟前减少加快,这是更明显的加速C / O比例进一步上升到1.0。减少的程度在20分钟时增加了5.88%的C / O比从0.8提高到0.9,但它几乎没有改变时,C / O比进一步增加到1.0,说明它是合理控制C / O比0.9的水平。gydF4y2Ba

是经历过高C / O比率会恶化ballability混合造球和产品颗粒的强度,也证明使用0.9 C / O比率。gydF4y2Ba

3.2。减少含碳球团温度的影响gydF4y2Ba

含碳球团的还原程度的情节(C / O = 0.9)在不同温度与时间图所示gydF4y2Ba3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

众所周知的人物gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,当温度低于1200°C,大大提高温度可以促进减少,在1200°C和减少的程度可以达到92.17%,高出7.37%在1100°C和24.83%高于1000°C,并且增加温度对还原效果的改善时几乎没有超过1200°C。众所周知,在减少含碳铁矿球团直接还原以及间接减少同时发生。平衡浓度的C +有限公司有限公司gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba= 2公司更大更高的温度,因此,温度的增加有利于提高间接减少颗粒从反应动力学的观点。直接还原是一个吸热反应,说明温度的增加有利于改善球团直接还原的反应热力学的观点。此外,温度的增加将带来一个更完整的逃避和热解生物质炭的不稳定问题。因此,降低的程度随温度增加增加。gydF4y2Ba

当温度超过1200°C,然而,这些方面的利益达到最大,因此进一步增加温度的影响不是很大。gydF4y2Ba

3.3。生物质炭的合成gydF4y2Ba

含碳球团矿与字符混合B减少等温地在1200°C,和减少的程度随时间的变化如图gydF4y2Ba4gydF4y2Ba。在这个图中,含碳球团的还原实验结果与字符混合显示。gydF4y2Ba

从图可以看出gydF4y2Ba4gydF4y2Ba在初选中,5分钟,这两种颗粒的减少行为基本上是相同的,但不久之后,球团的还原速度与字符混合B变得越来越缓慢,扩大与颗粒混合字符的区别,在20分钟的程度减少4.82%。这对夫妇不同的的比例gydF4y2BaVgydF4y2Ba_{来说,gydF4y2Ba}去足球俱乐部gydF4y2Ba_dgydF4y2Ba的字符的是0.5192,而字符B是0.4328;同样可以被理解,在C / O比,挥发性问题的数量与炭颗粒混合B小于颗粒混合与字符,这意味着减少挥发性在颗粒所扮演的角色是更少。此外,逃脱的减少将产生空缺期间波动问题有利于球内CO气体的快速扩散,导致颗粒减少。从这两个方面的原因导致,减少颗粒与char B混合的程度并不高,颗粒混合与char,第一个原因是质数。gydF4y2Ba

3.4。大气条件gydF4y2Ba

减少颗粒度的曲线0.9 C / O比在空气和NgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba大气层在1200°C图所示gydF4y2Ba5gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

从图可以看出gydF4y2Ba5gydF4y2Ba在1200°C,可以减少颗粒在高速氮气和空气气氛下,和空气气氛下的还原速度在第十分钟是更快。生物质炭的混合比率在0.9 C / O比球是18.60%,和char罚款铁矿石粒子包围,暗示char罚款的燃烧条件较差,减肥引起的燃烧的碳会小。因此,据推测,提升空气会减少主要是因为CO气体从减少与空气中氧气反应生成和释放热量,提供热量消耗的直接还原,生成的COgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba天然气也可以阻碍铁的再氧化。直到最后阶段的反应,然而,减少颗粒的程度逐渐降低,导致随着燃烧的碳元素,公司的数量gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba扮演的角色保护变得越来越少,和铁将reoxidized的一部分。gydF4y2Ba

4所示。结论gydF4y2Ba

含碳球团生产和农业废弃物是生物质木炭和C / O比等因素的影响,温度,和char化学成分对球团矿还原实验研究,达到以下结论:gydF4y2Ba(1)gydF4y2Ba适当的C / O比率是0.9,低于1.0,这是由于减少间接的发生和生物质炭的挥发物含量更高,CO和HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba热解产生的气体的挥发性材料也在减少参加铁氧化物的还原。gydF4y2Ba(2)gydF4y2Ba低于1200°C,大大提高温度可以促进减少,减少的程度在1200°C可以达到92.17%,当温度超过1200°C;然而,增加温度对还原反应的影响不大。gydF4y2Ba(3)gydF4y2Ba生物质炭的化学成分有重要影响减少含碳球团的性质,和更高的碳含量和大gydF4y2BaVgydF4y2Ba_{来说,gydF4y2Ba}/ FCgydF4y2Ba_dgydF4y2Ba比率将促进还原反应。gydF4y2Ba(4)gydF4y2Ba含碳球团可以迅速降低甚至在空气氛围,相比,测试在氮气气氛,减少和降低速度在第一次10分钟甚至更高,最大程度的减少更大,但当碳混合本质上是完全消耗,将二次氧化现象。gydF4y2Ba

的利益冲突gydF4y2Ba

作者宣称没有利益冲突有关的出版。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

作者感谢湖南省(一个研究项目湖南省科技计划支持的基金会。2012 fj3037)。gydF4y2Ba