铁焦初始反应温度的降低及其机理

  配入含铁物料炼焦可得到高反应性铁焦,在高炉冶炼过程中,高反应性铁焦可以控制FeO-Fe还原平衡点(浮氏体还原平衡点,W点),降低高炉热储备区温度,使铁矿石的还原反应在较低的温度下进行,从而大幅降低燃料比,减少CO2排放,节省能源;而铁焦与铁矿石混装能够显著改善高炉料柱的透气性。

  有研究认为,这是由于铁焦中的含铁物料在炼焦过程中还原成超细金属铁(50μm以下),这些超细金属铁是碳溶损反应的催化剂,加快了碳溶损反应的速度,使得CO的体积分数上升,致使铁矿石的还原反应温度降低。

  科研工作者在铁矿粉配比为10%的条件下,系统地研究了加矿粉、澳矿粉和鄂矿粉对铁焦的反应性、初始反应温度和活化能等的影响。试验结果表明,与传统焦炭相比,加矿铁焦、澳矿铁焦和鄂矿铁焦的初始反应温度明显降低,降低的幅度取决于铁矿粉的种类和性质;其原因是铁矿粉的催化作用使铁焦的活化能降低,也致使焦炭的反应性提高;初始反应温度、活化能和反应性三者之间具有良好的相关性。