造球焙燒還原反應(yīng)動力學(xué)綜合實驗報告

1、造球、焙燒、還原反應(yīng)動力學(xué)綜合實驗摘要：本實驗主要分為造球、生球焙燒、還原反應(yīng)三個部分，全面的演示了煉鐵的全過程。其中造球包括生球形成，生球抗壓強度測定，生球落下強度測定。關(guān)鍵詞：鐵礦粉造球 生球焙燒 球團還原反應(yīng)The experiment of pelletizing，Pelletroasting and reduction reactionAbstract：This experiment mainly have three parts, pelletizing, Pelletroasting and reduction reaction. It shows all the Process

2、 of Iron-making. the pelletizing contains Determination ofcompressive strength ofgreen-ball, Determination ofFalling strength ofgreen-ball。Key word: pelletizing Pelletroasting reduction reaction正文：一、 造球?qū)嶒炘烨蚴羌?xì)磨物料在造球設(shè)備中被水濕潤，借助機械力的作用而滾動成球的過程。在工業(yè)生產(chǎn)中，濕料連續(xù)加到造球機中，母球在造球機中不斷的滾動而被壓密，引起毛細(xì)管形狀和尺寸的改變，從而使過剩的毛細(xì)管被遷移

3、到母球表面，潮濕的母球在滾動中很容易粘上一層潤濕程度較低的濕料。再壓密，表面再粘上一層濕料，如此反復(fù)多次，母球不斷長大，一直到母球中的摩擦力比滾動時的機械壓密作用力大為止，如果要使母球繼續(xù)長大，必須人為地使母球的表面過分濕潤，即向母球表面噴水，母球長大應(yīng)滿足以下3個條件：（1）機械外力的作用，使?jié)L動粘附料層和壓密；（2）有潤濕程度較低的物料，能粘附在過濕的母球表面；（3）母球表面必須有過濕層，必要時可通過噴水實現(xiàn)。實驗設(shè)備：造球機，重量計生球要求：合適的生球抗壓強度和生球落下強度配料：95%以上的精礦粉，添加劑為膨潤土及一些礦質(zhì)元素等實驗生球直徑：1012mm生球測試數(shù)據(jù)生球抗壓強度：生球編號

4、12345678910平均值抗壓強度（KN）0.950.870.991.031.071.020.980.890.960.970.925生球落下強度：生球編號12345678910平均值落下次數(shù)43334445343.7二、生球焙燒實驗生球燒結(jié)的目的：鐵礦粉在一定的高溫作用下，部分顆粒表面發(fā)生軟化和熔化，產(chǎn)生一定量的液相，并與其他未熔礦石顆粒作用，冷卻后，液相將礦粉顆粒粘結(jié)成塊，達(dá)到人造富礦的目的。生球燒結(jié)的目的：（1） 為高爐提供冶金性能好的優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦；（2） 除去礦石中的有害雜質(zhì)；（3） 可以擴大煉鐵原料的來源。實驗設(shè)備：三段式電阻爐模擬焙燒機球團礦的焙燒階段：干燥、焙燒、均熱、冷卻五個階段

5、焙燒溫度曲線：球團抗壓強度：生球編號12345678910平均值抗壓強度（KN）2.6552.7041.6740.5751.4622.6181.3422.0671.4391.8271.8363三、 反應(yīng)動力學(xué)實驗反應(yīng)機理鐵的氧化物有氧化亞鐵(FeO)、氧化鐵(Fe2O3)和四氧化三鐵(Fe3O4)等形式。根據(jù)熱力學(xué)分析，當(dāng)溫度大于570攝氏度時，不斷增加氣體還原劑時，鐵氧化物逐級還原：Fe2O3Fe3O4FeOFe實驗是將一個致密的Fe2O3礦球，置于濃度足夠高的還原氣體中。試驗方法本實驗研究氣體還原鐵礦石動力學(xué)的方法采用熱天平發(fā)。實驗時將礦球用鉑絲懸掛在天平上，吊入高溫爐內(nèi)，在惰性氣體保護(hù)下

6、升溫至預(yù)定溫度，向爐內(nèi)通入恒壓恒流量的還原氣體進(jìn)行還原。隨著還原反應(yīng)的進(jìn)行，礦球的質(zhì)量因失氧不斷減少，其值可以從天平上讀出。反應(yīng)t時刻的款球還原率F可由下式表示：F=（W。-Wt）/(0.43TFe-0.122FeO)=t時刻礦球累計減重（失氧氣量mg）/礦球中總氧量（mg）式中W。礦球試驗前的質(zhì)量；Wt還原開始t分鐘后礦球質(zhì)量；TFe還原前礦球中總Fe含量；FeO還原前礦球中FeO含量。實驗步驟1發(fā)生一氧化殘，并配制好成份以備實驗使用；2將一個或幾個礦球稱好質(zhì)量，用鉑絲捆好吊入高溫還原爐的高溫區(qū)內(nèi)；3啟動控制儀為高溫爐供電升溫到預(yù)定的溫度，同時向爐膛內(nèi)通氮氣保護(hù)以防礦球氧化；4當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定

7、值恒定后，天平清零，切換還原氣開始還原，記錄還原過程各時刻的減重量直至還原結(jié)束；5實驗完畢關(guān)天平，停止通還原氣，關(guān)控溫儀切斷電爐電源；6整理數(shù)據(jù)，清理實驗室衛(wèi)生。 實驗數(shù)據(jù)：四、 參考與結(jié)論（1） 以95%以上的精礦粉，添加劑為膨潤土及一些礦質(zhì)元素等為原料造的球團抗壓強度平均值為0.925KN，落下強度為3.7次，符合工業(yè)生產(chǎn)要求。（2） 焙燒球團時，時間為1小時左右，主要溫度范圍在6001200之間，熟球抗壓強度平均值為1.8363KN。（3） 還原實驗最后檢測重量趨于穩(wěn)定，實驗過程中無較大偏差。（4） 實驗過程是模仿工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，嚴(yán)格控制實驗中各個參數(shù)和原料的配比對學(xué)習(xí)時間具有重要作用。參考文獻(xiàn)：1、 彭志堅，陳鐵軍-武漢科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2002年 第