【佳文荐读】 高炉富氢条件下含铁炉料软化和熔化行为的影响
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引用本文 ：
Bin-bin Lyu, Guang Wang, Fan Yang, Hai-bin Zuo, Qing-guo Xue & Jing-song Wang. Softening and melting behaviors of ferrous burden in hydrogen-rich blast furnace cohesive zone. J. Iron Steel Res. Int. (2023).
https://doi.org/10.1007/s42243-023-00951-3
文 章 信 息
Softening and melting behaviors of ferrous burden in hydrogen-rich blast furnace cohesive zone
高炉富氢条件下含铁炉料软化和熔化行为的影响
吕斌斌 1 , 王广 1 , 杨帆 1 , 左海滨 1 , 薛庆国 1 , 王静松 1
1 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京100083，中国
内 容 简 介
为了评价富氢对高炉含铁炉料软化和熔化行为的影响。通过模拟高炉实际气氛，研究了高炉软熔带中含铁炉料软熔行为的变化以及渣-铁-焦的界面特征。结果表明，根据料层在不同气氛下收缩的变化，烧结矿收缩开始温度高于球团矿。球团矿的最大负收缩率大于烧结矿。此外，在高炉富氢条件下，软化开始温度降低，使高炉具有较宽的软化区范围。球团矿的软化开始温度从1102 ℃降低到949 ℃，烧结矿的软化开始温度从1152 ℃降低到1080 ℃。传统高炉富氢条件下，使熔化区的温度范围变窄，并向高温区移动，炉料透气性明显改善。然而，在氧气高炉富氢条件下，熔化温度有所降低，熔化区位置向低温段移动，料柱的透气性和压差有所升高。通过对比在不同气氛条件下的渣-铁-焦的界面特征可以看出，与传统高炉相比，在传统高炉富氢条件下，金属铁中的碳含量在降低。然而，与氧气高炉相比，在氧气高炉富氢条件下，其金属铁中的碳含量有所增加。这些发现为高炉低碳炼铁工艺的发展提供了指导。
图1 在不同气氛下炉料的软化行为特征（a）球团矿（b）烧结矿
图2 钒钛烧结矿SEM-EDS
表1 不同气氛下滞留渣的化学成分（wt.%）
图3 CaO-SiO 2 -FeO三元相图中不同气氛下的炉渣成分（a）1400 ℃时的等温截面图（b）等温线投影图
图4 不同气氛下炉料的软熔带（a）球团矿（b）烧结矿
作 者 简 介
左海滨
教授/钢铁冶金新技术国家重点实验室副主任
男，教授，博士生导师，1976年4月出生于河北沧州，2009年于北京科技大学获钢铁冶金博士学位，2013-2014年加拿大英属哥伦比亚大学（UBC）访问学者。现任钢铁冶金新技术国家重点实验室副主任，“中国低碳冶金创新技术联盟”副秘书长，“共抓长江大保护科技创新联盟”理事。主要从事低碳冶金工艺理论及劣质煤炭资源高值化利用研究，致力开发耦合富氢煤气喷吹的顶煤气循环-氧气高炉全新炼铁工艺，提出了劣质煤炭热萃取+石墨化转化并制备高级碳材的技术思路。目前承担国家重点研发计划、国家自然科学基金等各类项目30余项。在Journal of Materials Chemistry A、Journal of Cleaner Production、MMTB、ISIJ等国内外期刊及重要会议发表论文180篇，授权发明专利14件，软件著作权5项。获国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步奖8项，北京市专利奖1项。获国际冶金“Willy Korf”杰出青年奖。
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《 钢 铁研究学报（英文版） 》（ Journal of Iron and Steel Research International ）创刊于1994年，由中国钢铁工业协会主管、中国钢研科技集团有限公司主办的学术期刊，主要刊载 冶金与金属加工工艺及金属基材料科学与技术 ，包括钢铁冶金工艺流程优化、冶金资源综合利用、节能环保；金属基材料的制备、表征、组织结构和性能等。科睿唯安JCR2021影响因子： 1.619 , 2022即时影响因子 2.238 ，中科院期刊分区进入 材料科学2区 ，由Springer出版集团全球独家出版，被 SCI、EI 等数据库收录。连续 11 年入选“ 最具国际影响力期 刊 ”。
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