煉鋼新原料

內(nèi)容概要

《煉鋼新原料——碳化鐵的表征與制備技術(shù)(精)》系統(tǒng)闡述近年來國內(nèi)外直接還原和熔融還原工藝的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)碳化鐵這種新型煉鋼材料進(jìn)行系統(tǒng)表征，并重點(diǎn)介紹碳化鐵制備過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題。
全書共分為7章，主要內(nèi)容包括：國內(nèi)外直接還原和熔融還原技術(shù)、碳化鐵材料的表征技術(shù)、碳化鐵制備工藝、碳化鐵制備過程熱力學(xué)、利用非純還原性氣體制備碳化鐵實(shí)驗(yàn)、碳化鐵制備過程動(dòng)力學(xué)分析、添加劑對(duì)碳化鐵制備過程的催化作用等。
《煉鋼新原料——碳化鐵的表征與制備技術(shù)(精)》可供從事鋼鐵冶金直接還原和熔融還原工藝的科技工作者閱讀，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)師生的參考書。

書籍目錄

《現(xiàn)代冶金與材料過程工程叢書》序
前言
第1章  鐵氧化物還原基礎(chǔ)
  1.1 氧化物的還原
  1.2 鐵及其氧化物
    1.2.1 鐵氧化物分類及特征
    1.2.2 鐵礦石質(zhì)量評(píng)價(jià)
  1.3 鐵-氧狀態(tài)圖
  1.4 鐵氧化物的還原
    1.4.1 氣體還原鐵氧化物
    1.4.2 固體碳還原鐵氧化物
    1.4.3 鐵礦石還原速率
    1.4.4 提高鐵礦石還原速率的途徑
  1.5 金屬鐵滲碳
  1.6 冶金還原氣
    1.6.1 冶金還原氣的特點(diǎn)
    1.6.2 冶金還原氣的制備
  參考文獻(xiàn)
第2章  非高爐煉鐵
  2.1 煉鐵技術(shù)的進(jìn)步
  2.2 非高爐煉鐵的發(fā)展
    2.2.1 直接還原煉鐵概況
    2.2.2 直接還原煉鐵發(fā)展方向
    2.2.3 直接還原煉鐵流程分類
    2.2.4 熔融還原煉鐵概況
    2.2.5 熔融還原煉鐵流程分類
  2.3 新型直接還原鐵——碳化鐵生產(chǎn)
    2.3.1 電爐爐料構(gòu)成的變遷
    2.3.2 新型煉鋼原料——碳化鐵
  參考文獻(xiàn)
第3章  碳化鐵材料表征
  3.1 碳化鐵的結(jié)構(gòu)
  3.2 碳化鐵在煉鋼中的應(yīng)用
  3.3 碳化鐵在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用
  3.4 純還原性氣體制備碳化鐵的研究現(xiàn)狀
    3.4.1 CH4-H2系氣體還原鐵礦石制備碳化鐵
    3.4.2 CO-H2系氣體還原鐵礦石制備碳化鐵
  3.5 利用非純還原性氣體制備碳化鐵
    3.5.1 非純還原性氣體的定義
    3.5.2 冶金廢氣制備碳化鐵的意義
  參考文獻(xiàn)
第4章  碳化鐵制備熱力學(xué)
  4.1 Fe-C-O系熱力學(xué)
    4.1.1 基本反應(yīng)
    4.1.2 影響Fe3c生成的因素
  4.2 Fe-C-O-H系熱力學(xué)
    4.2.1 水氫比對(duì)Fe3C生成的影響
    4.2.2 Fe2C生成時(shí)平衡氣相組成
  4.3 Fe-C-O-H-N系熱力學(xué)
  4.4 小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第5章  利用非純還原性氣體制備碳化鐵
  5.1 固定床還原鐵礦石制備碳化鐵
    5.1.1 研究方法
    5.1.2 礦石失重行為
    5.1.3 礦石還原行為
    5.1.4 還原產(chǎn)物組成分析
  5.2 流化床還原鐵礦石制備碳化鐵
    5.2.1 研究方法
    5.2.2 流態(tài)化參數(shù)確定
    5.2.3 碳化鐵制備的影響因素
    5.2.4 還原產(chǎn)物組成分析
  5.3 碳化鐵制備擴(kuò)大化試驗(yàn)
    5.3.1 研究方法
    5.3.2 擴(kuò)大化試驗(yàn)結(jié)果
  5.4 小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第6章  碳化鐵制備動(dòng)力學(xué)
  6.1 鐵礦石還原及碳化鐵生成機(jī)理
  6.2 碳化鐵制備過程動(dòng)力學(xué)模型
    6.2.1 未反應(yīng)核模型構(gòu)建
    6.2.2 還原過程限制環(huán)節(jié)
  6.3 小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第7章  碳化鐵制備過程中添加劑的作用
  7.1 添加劑的選擇
  7.2 添加劑對(duì)碳化鐵制備過程的影響
    7.2.1 K2CO3為還原添加劑
    7.2.2 CaCl2為還原添加劑
    7.2.3 NaCl為還原添加劑
    7.2.4 CaO為還原添加劑
    7.2.5 不同添加劑的作用比較
    7.2.6 溫度對(duì)還原催化過程的影響
    7.2.7 礦石還原催化的動(dòng)力學(xué)特征
  7.3 添加劑作用機(jī)理探討
  7.4 利用模擬冶金尾氣制備碳化鐵
    7.4.1 冶金尾氣組成范圍
    7.4.2 還原結(jié)果探討
    7.5 小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
結(jié)語
附錄1
附錄2

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   用鐵礦石還原制備碳化鐵工藝中，鐵礦石達(dá)到一定還原度是形成碳化鐵的先決條件。倪紅衛(wèi)等利用H2-CH4還原赤鐵礦粉制備碳化鐵，研究了不同溫度（823K、873K和973K）對(duì)反應(yīng)過程的影響。結(jié)果表明，反應(yīng)溫度提高，礦粉還原速率增加明顯，同反應(yīng)氣氛相比，溫度對(duì)還原的影響更大。在這三個(gè)不同溫度下，碳化鐵轉(zhuǎn)化都出現(xiàn)慢、快、再到慢的特點(diǎn)，但轉(zhuǎn)化過程均可分為三個(gè)階段：孕育期、快速轉(zhuǎn)化期、衰減期。當(dāng)反應(yīng)溫度升高時(shí)，碳化鐵開始轉(zhuǎn)化時(shí)間有所提前，前期碳化速率也有所增大。但是最高轉(zhuǎn)化率卻并不是隨著溫度的升高而增大，特別是973K時(shí)，碳化鐵轉(zhuǎn)化率快速達(dá)到最高點(diǎn)后迅速下降?？赡茉蚴歉邷叵掳l(fā)生了脫碳反應(yīng)。隨著反應(yīng)顆粒表面碳沉積量的迅速增加，外部氣體向礦粉內(nèi)部擴(kuò)散困難，而且氣體的擴(kuò)散能力不同，當(dāng)外部的H2-CH4氣體通過擴(kuò)散到達(dá)顆粒內(nèi)部反應(yīng)區(qū)域時(shí)，該區(qū)域的氣體成分同外部反應(yīng)氣體成分有較大差別，CH4含量低而H2-CH4含量高。當(dāng)反應(yīng)顆粒內(nèi)部氣氛符合碳化鐵脫碳反應(yīng)的熱力學(xué)條件時(shí)，已生成的碳化鐵可與H2發(fā)生脫碳反應(yīng)而使碳化鐵轉(zhuǎn)化率降低。因此，在選擇反應(yīng)溫度時(shí)，要綜合考慮溫度對(duì)礦石還原速率、碳化鐵轉(zhuǎn)化時(shí)間和轉(zhuǎn)化速率以及碳化鐵穩(wěn)定性的影響作用。 3.4.2CO-H2系氣體還原鐵礦石制備碳化鐵 前人對(duì)CO氣體還原鐵礦石以及碳化鐵生成的研究，一般分兩個(gè)階段來討論，即還原階段和滲碳階段。 人們?cè)l(fā)現(xiàn)，金屬鐵暴露在823～923K的高爐爐頂煤氣下將被轉(zhuǎn)化為Fe3C，同時(shí)有一些FeS生成，但未發(fā)現(xiàn)自由碳產(chǎn)生。隨后又發(fā)現(xiàn)純凈的CO與電解鐵反應(yīng)也能產(chǎn)生自由碳和碳化鐵。

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