第9期 宁晓宇等：含碳球团直接还原熔分机理 ·1169· 100 表3不同渣中F0和残碳含量（质量分数） Table 3 Contents of FeO and residual carbon in different slags 90 % 碳氧摩尔比 FeO 80 1.0 11.7 0.46 1.2 19.0 0.63 70 1.4 28.6 0.77 一碳氧摩尔比1.0 一。一碳氧摩尔比1.2 6 ▲一碳氧摩尔比14 原剂的失重曲线，从而对它们的反应性进行表征 实验条件：C02流量30mL·min1,升温速率为20℃· 3 时间/min min1,最高温度1300℃.实验结果如图7所示. 1400℃时，碳氧摩尔比控制在1.2，煤粉、焦粉 图4金属化率随配碳量及时间的变化 和石墨三种还原剂对含碳球团金属化率的影响如图 Fig.4 Variation of metallization degree with time at different carbon oxygen mole ratios 8所示.前期金属化率增加较快，2min之前，以煤粉 I min 2min 3min 4min 5 min 图5碳氧摩尔比为1.4时球团形貌变化 Fig.5 Morphology changes of the pellets as the carbon/oxygen mole ratio is 1.4 a (c) 10 mm 设10mm 10mm 图6不同碳氧摩尔比的含碳球团熔分后形貌.(a)1.0:(b)1.2:(c)1.4 Fig.6 Morphologies of the pellets after melting at different carbon/oxygen mole ratios:(a)1.0;(b)1.2;(c)1.4 为还原剂的球团金属化率最高，以焦粉为还原剂的 化率最高 球团金属化率最低，以石墨为还原剂的球团金属化 考察不同还原剂种类对含碳球团熔分行为的影 率处于中间水平.各还原剂球团的还原速率主要受 响，实验结果如图9所示.从中可以看出：以煤粉和 还原剂反应性的影响，还原剂的反应性越好，球团的 焦粉为还原剂的球团熔分效果较好，但焦粉球团熔 金属化率随时间变化越快.刚开始加热时由于热量 分所需时间为12min,煤粉球团只需要6min.石墨 未扩散到球团中心，导致球团中心的温度较低，由还 球团熔分时间最短为4min,但熔分效果较差，仅形 原剂反应性曲线可以看出低温时煤粉的反应性最 成尺寸较小的铁块.造成上述结果的原因可能在 好：还原3min以后，随着球团中心温度升高到一定 于：煤粉灰分低，且灰熔点(1350℃)低于实验温度， 程度，石墨的反应性逐渐增强，此时石墨球团的金属 有利于球团熔化：焦粉的灰分虽然不高，但灰熔点高第 期 宁 晓 宇 等 ： 含 碳球 团 直接还原 熔分机 理 表 不 同 渣 中 和 残 碳含 量 ( 质量 分数 ) ° 碳氧 摩 尔 比 丨 碳氧 摩 尔 比 一 一 碳氧 摩 尔 比 “ 碳氧 摩 尔 比 原 剂 的 失重 曲 线 , 从 而 对它 们 的 反 应性进 行表 征 实验条件 ： 流量 升温速率 为 ° 时 间— , 最高温度 实验结果如 图 所示 时 , 碳 氧摩 尔 比 控 制 在 , 煤 粉 、 焦 粉 图 金 属 化率随 配碳量 及时 间 的变 化 — 、 了 和石墨 二种还 原剂 对含 碳球 团 金属 化率的 响 如 图 所示 前期 金属 化率增 加 较快 , 之前 , 以 煤粉 】 ■■■■■ 、 ： 屮 … ： 丨 训 图 碳 氧摩 尔 比为 时球团 形 貌变化 铁 渣 渣 渣 ⑴ 圆 图 不 同 碳氧摩 尔 比 的 含碳球团 熔分 后形貌 ( ： ； ； 为还 原剂 的 球 团金 属 化率 最 高 , 以 焦 粉 为 还 原 剂 的 化率 最高 球团 金 属 化率最低 , 以 石 墨 为 还原 剂 的 球 团 金 属 化 考察不 同 还原剂 种类 对含碳球团 熔分行为 的 影 率处 于 中 间 水平 各还原 剂 球 团 的 还 原速率主 要 受 响 实验结 果如 图 所不 从中 可 以 看 出 ： 以 煤 粉和 还 原剂 反应性的影 响 还 原剂 的 反应性 越好 球 团 的 焦粉 为还 原剂 的 球 团 熔分 效果 较好 , 但焦粉球 团 熔 金 属 化率 随时 间变 化越快 刚开 始加 热时 由 于 热量 分所需时 间 为 煤 粉球团 只 需 要 石 墨 未扩散 到球 团 中 心 , 导致球 团 中 心 的 温度较低 , 由 还 球团 熔分时 间最短 为 但 熔 分效 果 较差 , 仅 形 原剂 反应 性 曲 线 可 以 看 出 低 温 时煤 粉 的 反 应 性 最 成尺 寸较小 的 铁块 造 成 上 述 结果 的 原 因 可 能 在 好 ； 还 原 以 后 , 随 着 球 团 中心 温 度升 高 到 一 定 于 ： 煤粉 灰分低 , 且灰 熔点 ( 低 于 实验温 度 , 程度 , 石 墨的 反应 性逐 渐 增强 此时石 墨球团 的金 属 有利 于球团 熔 化 ； 焦粉 的灰 分虽然 不高 但灰熔点高