Nghiên ứu động họ quá trình hoàn nguyên ủa quặng viên sử dụng than phi oke

Ưu điểm của quặng viên: 1.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN THANH TÙNG NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC Q TRÌNH HỒN NGUN CỦA QUẶNG VIÊN SỬ DỤNG THAN PHI COKE Chuyên ngành: Khoa hc k thut vt liu LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHOA HC VÀ K THUT VT LIU NG DN KHOA HC TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT Hà Nội – 2014 17080940594841e5c53af-023c-4060-904f-0b2ac4756598 1708094059484ef7138ee-0752-4688-8841-bab910c148fe 170809405948477365374-598e-478a-9cd6-de265cedfd71 Lời cam đoan Tôi xin u ca riêng Các s liu, kt qu nêu luc cơng b bt k mt cơng trình khác Hà Ni, ngày 31 tháng 03  Tác giả Trần Thanh Tùng i Lời cảm ơn Tôi xin chân thành cy, cô giáo Vin Khoa hc K thut vt liu, Vii hi hc Bách Khoa Hà No mu kin thun li, khuy     tác gi q trình hc t   c hin cơng trình nghiên cu   xin t lòng bi      ng dn khoa hc TS Nguyn Hồng Vit - B mơn K thut Gang thép, hc vin Khoa hc k thut vt ling dng tu kin nghiên cu tt nh sut trình hc tp thi gian thc hin lu c s , tu kin ca bng nghip, s ng viên, to mu kin v vt cht, tinh thn ci thân Tôi xin chân thành ci s   Hà Ni, ngày 31 tháng 03 nm 2014 Tác giả Trần Thanh Tùng ii Mục Lục Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục Lục Danh mục hình Danh mục bảng Tóm tắt Chương Giới thiệu chung 1.1 Gii thiu Hoàn nguyên qung st 1.2 Các công ngh sn xut st xp 1.3 Qung viên ngh sn xut st xp 1.4 Công ngh sn xut st xp ti Vit Nam 12 1.5 Các nghiên cu g hồn ngun ơ-xýt st s dng st xp 14 1.6 m hoàn nguyên trc tip bng C rn 20 ng 20 n than 21 1.7 Mc tiêu ca lu 22 Chương Cơ chế nhiệt động học trình hoàn nguyên 23 2.n hoàn nguyên qung st 23 2.2 Phn ng khí hóa Các-bon 25 2.2.1 Phn ng Bouldouard phn ng Các-bon hóa 26 2.2.2 T ca phn ng khí hóa Các-bon 27 2.3 Th t hồn ngun ơ-xýt st 30 2.4  hồn ngun trc tip ơ-xýt st bng C 32 2.4.1 T phn ng hoàn nguyên 35 2.4.3 S liên quan gia t khí hóa Các-bon vi t hoàn nguyên dùng than  36 2.4.4 M kim loi hóa m hoàn nguyên 37 2.5 Các ng hc khác ca q trình hồn ngun trc tip khác 38 2.5.1 Kim soát lp biên gii ht 39 2.5.2 Kim soát phn ng biên gii pha 39 2.5.3 Kim sốt s khuch tán ca khí 39 2.5.4 Kim soát hn hp 40 Chương Quy trình thí nghiệm 41 3.1 Thit b, v thí nghim 41 3.1.1 Thit b vê viên 41 3.1.2 Thit b n cc 41 3.1.3 Cc gm 42 3.2 Nguyên liu thí nghim 43 3.2.1 Qung st 43 3.2.2 To viên qung 44 3.3 Than antranxit 44 3.3 Quy trình hồn ngun qung viên 44 3.4 Các thit b phân tích 46 3.4.1 Phân tích cu trúc thành phn pha 46 3.4.2 Kính hin t quét (SEM) 47 Chương Kết thảo luận 48 4.1 M hoàn nguyên qung vê viên s dng than cám A3 48 4.1.1 Kt qu gim khng ca qung viên 48 5.2 ng ca nhi thn m hoàn nguyên qung st 51 4.2.1 Mu qung viên 15mm 51 5.2.2 Mu qung viên 10mm 53 5.2.3 Mu qung viên 5mm 54 4.2.4 Nhn xét kt qu hoàn nguyên qung viên 15, 10 5mm 55 4.ng hot hóa 58 4.3 Phân tích thành phn pha 61 4.4 Hình thái b mt 66 Chương Kết luận 69 Tài liệu tham khảo 70 Danh mục hình Hình 1.1 Nguyên lý hong ca máy to viên kiu tri) [1] 10 Hình 1.2 n hình thành qut, (b) liên kp, (c) hình thành cm xp, (d) to viên, (e) viên tt [1] 10 Hình 1.3  Ê-ma-tít Ma-nhê- Ơ-xy hóa Manhê-tít thành Ê-ma-tít [3] 15 Hình 2.1 ng t chun to thành ca ô-xýt st theo nhi .24 Hình 2.2 S nh ca khí t s khí CO/CO2 có mt ca C  nhi áp sut riêng phn khác .26 Hình 2.3 ng ca nhi n phân hy C bi khí CO có mt ca Fe ơ-xýt ca 27 Hình 2.4 ng cong Arrhenius ca q trình khí hóa C (than ci) bi khí CO2 28 Hình 2.5 ng ca nhi ng kính vi tinh th (La) ca mt s than ci .29 Hình 2.6 ng kính vi tinh th (La) hot tính ca C ca mt s than ci 29 Hình 2.7 ng ca hon nhi hong ca lò quay luyn st xp 30 Hình 2.8 Gi cân bng Fe-C-O 31 Hình 2.9 Mng hóa c hồn ngun ơ-xýt st 33 Hình 2.10  hồn ngun qung st .34 Hình 2.11 a m hồn ngun, %R, kim loi hóa, FeMz 38 Hình 3.1 Thit b vê viên ki 41 Hình 3.2 Thit b n cc SiC .42 Hình 3.3 Cc gm 42 Hình 3.4 Sp xp qung viên cc nung .45 Hình 4.1  51 Hình 4.2 ln(1-g viên 15m .52 Hình 4.3  53 Hình 4.4 bln(1-f)~ Kt  53 Hình 4.5 m 54 Hình 4.6.bln(1-f)~ Kt 55 Hình 4.7      60 Hình 4.8 Mu XRD ca mu qung su 61 Hình 4.9 Mu XRD ca mu qung viên nung Ơ-xy hóa 1200°C, 2h .62 Hình 4.10 Mu XRD ca qung viên 5mm hoàn nguyên ti nhi 1000°C 15 phút .63 Hình 4.11 Mu XRD ca qung viên 5mm hoàn nguyên ti nhi 1000°C 90 phút .63 Hình 4.12 Mu XRD ca qung viên 15mm hồn nguyên ti nhi  (a) 1000°C and (b) 1050°C 15 phút .65 Hình 4.13 Mu XRD ca qung viên 15mm hoàn nguyên ti nhi 1050°C 90 phút .66 Hình 4.14 nh hình thái b mt mu qun Ơ-xy hóa 1200°C, 2h 67 Hình 4.15 nh hình thái b mt mu qung viên sau hồn ngun  950°C, 15 phút 67 Hình 4.16 nh hình thái b mt mu qung viên sau hoàn nguyên  950°C, 90 phút 68 Danh mục bảng Bảng 1.1  .12 Bảng 1.2 Bng tng hp hoàn nguyên Oxyt st qung viên ô-xýt st vi Các-bon [11] 19 Bảng 2.1  ng t chun to thành ca hp cht (J/mol) theo nhi ,        25 Bảng 2.2 ng t chun ca phn ng Ô-xy hóa C 26 Bảng 2.3 Hot tính ca mt s dng C 29 Bảng 2.4 ng cn hot tính  900i vi than cn hình 30 Bảng 2.5 Các phn ng hồn ngun ơ-xýt st 31 Bảng 3.1 Thành phn qung st Ma-nhê-tít, % 43 Bảng 3.2 Bng thành phn st xp, % khng, lý thuyt  m kim loi hóa Mtz 43 Bảng 3.3 Thành phn than antranxit (%) 44 Bảng 3.4  gim khng qung sau hoàn nguyên .45 Bảng 4.1  48 Bảng 4.2  49 Bảng 4.3 5mm 49 Bảng 4.4  .50 Bảng 4.5 Hng s t phn ng ca qung 15mm 52 Bảng 4.6 Hng s t phn ng ca qung 10mm 54 Bảng 4.7 Hng s t phn ng ca qung 5mm 55 Bảng 4.8 ng ca nhi thn m hoàn nguyên [13] 57 Bảng 4.9 T hoàn nguyên dR/dt, %/min, ti ch  hoàn nguyên 58 Bảng 4.10 Hng s t phn ng ti nhi c qung viên 59 Bảng 4.11 Kt qu ng Fe, % khng 66 Tóm tắt Trên th gii có nhiu nghiên cu v ng hc hồn nguyên trc tip qung st Êma-tit v c thc hi c st xp vi chng tt Phn ln qung st s dng hồn ngun trc tip có chng st cao,  có t chay ơ-xýt nhơm ơ-xýt silic thp Hu ht qung su không cha nguyên t có h m th  vic s dng st xp thay th dn st thép ph i nhim thun li  nu luyn bn luyn thép Trong cơng trình       (      )                  850°C, 950°C 1050°C,       Hồn ngun  ơ-xýt   q trình khí hóa C Các-bon Ô-xy               khí          Ô-xy   q trình khí CO2 ơ-xýt  Ê-ma-tít thành Ma-nhê-tít, Ma-nhê-tít thành Vu-tít   (Fe°) viên khác 5, 10 15mm,    15, 30, 45, 60, 90  Các     giá so sánh      Chương Giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu        (,         ô-xy  ô-xýt (Fe2O3, Fe3O4, FeO)                                                       nguyên              antraxit khí                                  coke       :          Midrex, HYL, lò quay   Itmk3           Hồn ngun quặng sắt Ngành cgang thép , Ê-matít (Fe2O 3) Ma-nhê-tít (Fe3O4)  ()  - 1600°C  các-bon   nh Trong lò cao, -xy  CO 2C + O2  CO hoàn nguyên  CO + 3Fe2O3 2Fe3O4 + CO2 CO + Fe3O4 O + CO2 CO + FeO CO2 Khác                 hoàn nguyên    hoàn nguyên       ,         hoàn nguyên ay   ay   ,  ơ-xy  nhanh chóng     q trình hồn ngun    (và  làm nâng cao                         ,  thép  