钢铁研究学报

作者：杨永坤, 王冠杰, 周欣, 申雯婷, 王伟安, 王国华, 李小明

单位：西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安710055

关键词：煤基,挥发分,还原动力学,活化能,机制函数

基金：国家自然科学基金资助项目(U22A20175,52304358);中国科协青年人才托举工程资助项目(YESS20230462)

随电炉炼钢的发展,对于直接还原铁的需求也将增加,使用煤低温还原优选磁铁矿是直接还原铁的重要来源。为了研究煤中高挥发分对直接还原Fe₃O₄的促进机制,使用气相色谱仪和热重-质谱联用装置分析了广汇煤热解气体成分与热解特性,采用非等温热分析方法对活性炭与广汇煤还原Fe₃O₄进行了研究,利用FWO、KAS、Starink 3种方法计算了反应活化能,使用Satava-Sestak法拟合反应模型,着重比较了活性炭与广汇煤还原Fe₃O₄的动力学机制差异。结果表明:广汇煤的干馏煤气组成主要为H₂、CH₄、CO和CO₂,在还原温度区间H₂体积分数可达55%、CO体积分数可达25%,为Fe₃O₄的还原提供了良好的气氛条件;活性炭还原温度区间在980~1 140 ℃,初始阶段活化能为319.66 kJ/mol,而广汇煤还原温度区间为680~1 030 ℃,初始阶段活化能为288.62 kJ/mol,表明广汇煤中挥发分在还原过程中起到了促进作用,显著降低了还原温度及活化能。

来源：2025年第3期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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