石灰石在转炉渣和铁水中分解行为研究

发布时间：2024-05-29 04:35

　　转炉采用石灰石造渣炼钢工艺是一项现代钢铁生产新工艺,并为节能减排、降低冶炼成本提供了一条重要途径。该工艺使用石灰石替代石灰,可高效利用转炉热量,减少废钢消耗,提高冶炼的经济性,同时降低全流程CO₂气体排放。但目前对石灰石在转炉中的分解行为研究较少。与一般石灰石分解过程不同,本文首先针对转炉石灰石炼钢中使用石灰石的环境和温度,分别考虑传热、浓度梯度作用下的传质和压力梯度作用下的CO₂流动建立了表征石灰石分解速率的动力学模型。然后利用旋转柱体试样法进行了石灰石在转炉渣和铁水中分解的动力学实验,并采用图像处理软件对不同煅烧条件下获得圆柱体石灰石横截面进行处理,得到了反应层厚度。最后探讨了石灰石分解过程的限制性环节,建立起了相应的动力学方程。主要结论如下:(1)圆柱体石灰石在转炉渣和铁水中分解符合未反应核模型。石灰石在转炉渣中分解时,反应层厚度随温度升高而增加,与转速无关。石灰石在铁水中分解时,反应层厚度随温度升高而增加,与转速无关。(2)石灰石在转炉渣和铁水中煅烧时,反应界面的温度高于石灰石分解的临界温度。煅烧后产物层的传热过程和反应界面的CO

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３．１未反应核模型示意图??

度作用下的石灰石分解传质模型??：??反应只在反应界面上进行，且此反应界面随着反应进物中心形成一个未反应的核心，外面由产物层所包围；??界面的移动速度远低于反应生成气体的扩散速度，即Ｃ解过程中，石灰石的形状不发生变化，仍呈圆柱形；??反应是一级可逆的，且在圆柱体石灰石内仅有？？个....

图４．１管式高温炉炉体?图４．２试样旋转机构??Ｆ．?４．１?Ｈｉｈ?ｔｅｍｅｒａｔｕｒｅ?ｔｕｂｅ?ｆｕｒｎａｃｅ?Ｆｉ．?４．２?Ｓａｍｌｅ?ｒｏｔａｔｉｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ??

管式炉的升温过程及下料机构的旋转过程依靠控制柜的ＰＩＤ调节系统及旋转控制系统??操作。此设备操作简便，易于使用，具有较高的控制精度。管式高温炉的技术指标见表??４．１和炉体如图４．１，下料旋转机构如图４．２。??Ｈ?＿??■?ａｙ??图４．１管式高温炉炉体?图４．２试样旋转机构?....

图４．３草酸亚铁热重曲线图??Ｆｉｇ．?４．３?Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｆｅｒｒｏｕｓ?ｏｘａｌａｔｅ??

０１４＿＊５〇ｍｍ的柱状石灰石。因在操作过程中，钻头会出现一定程度的摆动，无法得??到与水钻钻头尺寸完全相符的试样，故在每次实验前需利用千分尺对其标准直径进行校??核。所得柱状石灰石试样如图４．４所示。??－３３?－??

图４．４石灰石试样图??

入转炉时机，应基本维持在转炉前期吹炼开始至吹炼时间１／３处，故选取渣碱度为前期??碱度。??综合以上两个因素，结合ＣａＯ－ＦｅｔＯ－Ｓｉ０２渣图集［４６］选择实验碱度为１．０，如图４．５，??－３４－??Ｉ??

本文编号：3984085