CO还原Fe_2O_3过程中金属铁析出的微观行为.pdf

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1、第24卷第11期钢铁研究学报Vo1．24，No．112012年11月JournalofIronandSteelResearchNovember2012CO还原Fe2o3过程中金属铁析出的微观行为赵志龙，唐惠庆，郭占成(北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京100083)摘要：通过原位观察和同步热分析的方式，研究气固两相界面还原反应时金属铁析出形态、矿相结构演变过程，明确金属铁的析出形态与显微结构、黏结特性之间的关系。结果表明，CO气氛下FezOs还原时金属铁主要以纤维状生成的铁晶须为主，还原速率是决定这种形态差异的主要原因；在Fez0。一Fes04FeO

2、中只会因晶格转变产生体积大小变化，且伴有裂纹和孔洞的发生，没有铁晶须生成；在FeO-~Fe中出现铁晶须形核和生长，且铁晶须是100的纯金属铁。要避免铁晶须生成，就要在FeO--~Fe转变时抑制铁原子的定向迁移。关键词：炼铁；原位观察；气基还原；铁晶须；黏结文献标志码：A文章编号：1001—0963(2012)110023—06Micro-BehaviorofthePrecipitationofMetallicFeintheReductionofFe2O3UnderCOAtmosphereZHAOZhi—long，TANGHui—qing，GUOZhan—chen

3、g(StateKeyLaboratoryofAdvancedMetallurgy，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China)Abstract：TheprecipitationmorphologyofmetallicironandevolutionprocessofmineralogicalstructureatgassolidinterfaceduringreductionwerestudiedbyinsituobservationandthermalanalysistOidentif

4、ytherelationshipsbe—tweentheprecipitationmorphologyofmetallicironandmicro—structure，stickingproperty．ResultsindicatethatmetallicironismainlyformedasironwhiskerwithfibrousshapeintheFe2O3reductionunderCOatmosphere，andreductionrateismainreasonforthedifferenceofthismorphology．Intheconver

5、sionofFe203Fe304Fe0，thevolumeischangedjustduetOlatticetransformation，alsoaccompanyingcrackandholetakeplace，andnoironwhiskersform．Thenucleationandgrowthofironwhiskers(100pureiron)proceedintheconversionofFeO—}Fe．Therefore，inordertOavoidtheformationofironwhiskers，theorientedmigrationofa

6、tomironshouldbein-hibitedintheconversionofFe0Fe．Keywords：ironmaking；insituobservation；gaseousreduction；ironwhisker；sticking颗粒黏结是粉铁矿气体流态化还原炼铁工艺中研究方法和设备的缘故，只停留在宏观猜测上，还不常见的现象，并且局部产生黏结会在很短的时间内能直观、真实地反映出气固界面还原过程。因此，掌扩散到整个反应器，导致整体流化停滞的严重事握气基还原过程中金属铁析出形态的演变规律，对故[1]。诸多研究表明，黏结行为和还原后金属铁析研究黏结机制

7、和抑制黏结有重要意义。出形态有密切的联系]。气基还原赤铁矿时金属本文通过模拟铁矿石颗粒表面制备片状样品，铁析出形态有致密的层状晶、多孔状和纤维状晶须采用原位观察和热重动力学等方法，研究气固两相等3种类型，其中铁晶须的生长是导致黏结失流的界面还原反应，明晰还原过程中金属铁的析出形态主要原因_1]。这种形态差别的主要原因是由于还和矿相结构演变的关系，为解决流化床炼铁的黏结原时气体扩散条件和金属铁形核现象的差异。由于失流提供理论基础。基金项目：国家自然科学基金委与上海宝钢集团公司联合基金重点项目(50834007)作者简介：赵志龙(1984一)，男，博士生；E-mai

8、l：zzll23222@