焦炉煤气工况下碱度对高品位球团还原膨胀行为的影响

摘要

气基竖炉冶炼工序是未来钢铁工业实现“碳达峰”“碳中和”的重要途径.基于H₂-CH₄-CO-N₂体系，研究了碱度对高品位球团还原膨胀性能的影响，分析了不同还原时间下不同碱度的高品位球团矿相组成及显微结构的变化规律，阐明了碱度为0.6的高品位球团还原膨胀指数较高的原因.结果表明，随着碱度的提高，高品位球团的还原膨胀指数先升高后降低，并在碱度为0.6时达到最大，为19.8%.随着还原时间的延长，球团的膨胀过程大致可分为3个阶段：一是晶格的转变以及矿相组成的差异导致还原速率不同，造成球团膨胀；二是金属铁相连接成片，使球团收缩；三是金属铁催化甲烷（CH₄）裂解生成碳，再吸附到金属铁上并与其反应生成渗碳体，待渗碳体饱和后，碳颗粒在裂纹处堆积，使裂纹延长和扩大，导致球团膨胀.在此基础上，阐明了还原速率不均引起的内应力是导致碱度为0.6的高品位球团发生异常膨胀的主要原因.

关键词

气基竖炉工艺 / 焦炉煤气 / 高品位球团 / 碱度 / 还原膨胀行为

基金资助

国家自然科学基金项目(52474356); 河北省中央引导地方科技发展资金项目(246Z4002G)