| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-11页 |
| 本论文的主要创新点 | 第12-17页 |
| 第一章 绪论 | 第17-42页 |
| 1.1 研究背景 | 第17-18页 |
| 1.2 直接还原铁的发展现状及主要工艺 | 第18-27页 |
| 1.2.1 国外直接还原铁发展现状 | 第18-20页 |
| 1.2.2 我国直接还原铁发展现状 | 第20-27页 |
| 1.3 铁矿石气基直接还原研究现状 | 第27-34页 |
| 1.3.1 铁氧化物还原反应热力学研究 | 第27-29页 |
| 1.3.2 铁氧化物还原反应动力学研究 | 第29-33页 |
| 1.3.3 球团冶金性能研究 | 第33-34页 |
| 1.4 直接还原铁过程中的碳沉积 | 第34-40页 |
| 1.4.1 重整过程的碳沉积 | 第34-35页 |
| 1.4.2 直接还原过程的碳沉积 | 第35-40页 |
| 1.5 课题研究的目的、意义与主要内容 | 第40-42页 |
| 第二章 富氢气体直接还原铁矿石过程热力学分析 | 第42-58页 |
| 2.1 引言 | 第42页 |
| 2.2 竖炉氧化铁还原过程 | 第42-49页 |
| 2.2.1 氧化铁的还原过程 | 第42-44页 |
| 2.2.2 还原气体综合利用率 | 第44-46页 |
| 2.2.3 还原气用量的计算 | 第46-48页 |
| 2.2.4 气体成分对金属化率的影响 | 第48-49页 |
| 2.3 铁氧化物还原过程中碳沉积的热力学条件 | 第49-56页 |
| 2.3.1 石墨的析出 | 第49-52页 |
| 2.3.2 Fe_3C的生成 | 第52-53页 |
| 2.3.3 铁表面碳沉积成分预测 | 第53-56页 |
| 2.4 本章小结 | 第56-58页 |
| 第三章 富氢气体直接还原铁精矿球团行为研究 | 第58-97页 |
| 3.1 引言 | 第58-59页 |
| 3.2 实验材料与方法 | 第59-66页 |
| 3.2.1 实验原料与气体 | 第59-60页 |
| 3.2.2 实验原理与装置 | 第60-63页 |
| 3.2.3 实验方法 | 第63-65页 |
| 3.2.4 实验表征 | 第65-66页 |
| 3.3 H_2还原铁精矿球团行为 | 第66-75页 |
| 3.3.1 气体浓度对还原速率的影响 | 第66-68页 |
| 3.3.2 反应温度对还原速率的影响 | 第68-69页 |
| 3.3.3 物相转变 | 第69-71页 |
| 3.3.4 高温原位XRD实验 | 第71-73页 |
| 3.3.5 形貌分析 | 第73-75页 |
| 3.4 CO还原铁精矿球团行为 | 第75-81页 |
| 3.4.1 反应温度对还原速率的影响 | 第75-77页 |
| 3.4.2 物相转变 | 第77-79页 |
| 3.4.3 CO_2浓度的影响 | 第79-81页 |
| 3.5 H_2-CO富氢混合气体还原铁精矿球团行为 | 第81-87页 |
| 3.5.1 H_2/CO比例对还原速率的影响 | 第81-84页 |
| 3.5.2 还原速率与形貌变化 | 第84-86页 |
| 3.5.3 球团还原过程中裂纹的产生 | 第86-87页 |
| 3.6 H_2-CO富氢混合气体直接还原铁精矿球团动力学 | 第87-95页 |
| 3.6.1 动力学模型的推导 | 第87-91页 |
| 3.6.2 控速环节的讨论 | 第91-92页 |
| 3.6.3 拟合结果 | 第92-95页 |
| 3.7 本章小结 | 第95-97页 |
| 第四章 铁矿石还原过程中的碳沉积 | 第97-114页 |
| 4.1 引言 | 第97页 |
| 4.2 实验方法 | 第97-98页 |
| 4.2.1 实验原料 | 第97-98页 |
| 4.2.2 实验过程 | 第98页 |
| 4.3 铁矿石粒度的影响 | 第98-101页 |
| 4.4 气体成分的影响 | 第101-104页 |
| 4.5 升温速率的影响 | 第104-105页 |
| 4.6 物相转变 | 第105-109页 |
| 4.7 活性表征 | 第109-111页 |
| 4.8 铁氧化物还原与碳沉积过程分析 | 第111-113页 |
| 4.9 本章小结 | 第113-114页 |
| 第五章 碳沉积机理研究 | 第114-132页 |
| 5.1 引言 | 第114页 |
| 5.2 实验方法 | 第114-115页 |
| 5.3 铁表面碳沉积的影响因素 | 第115-126页 |
| 5.3.1 碳势的影响 | 第115-121页 |
| 5.3.2 气体成分的影响 | 第121-124页 |
| 5.3.3 铁表面结构的影响 | 第124-126页 |
| 5.4 碳在铁表面的析出路径与机理 | 第126-130页 |
| 5.4.1 铁表面碳析出路径 | 第126-129页 |
| 5.4.2 碳沉积模型 | 第129-130页 |
| 5.5 本章小结 | 第130-132页 |
| 第六章 焦炉煤气还原铁矿石流程数值模拟 | 第132-150页 |
| 6.1 引言 | 第132页 |
| 6.2 焦炉煤气直接还原铁矿石流程设计 | 第132-133页 |
| 6.3 改质焦炉煤气成分 | 第133-137页 |
| 6.4 竖炉还原铁矿石数值模拟 | 第137-144页 |
| 6.4.1 数学模型的建立 | 第137-142页 |
| 6.4.2 模拟结果 | 第142-144页 |
| 6.5 操作参数对生产过程的影响 | 第144-149页 |
| 6.5.1 还原气体综合利用率 | 第145-147页 |
| 6.5.2 尾气返回率 | 第147页 |
| 6.5.3 新鲜焦炉煤气用量 | 第147-149页 |
| 6.6 本章小结 | 第149-150页 |
| 第七章 结论与展望 | 第150-153页 |
| 7.1 结论 | 第150-152页 |
| 7.2 展望 | 第152-153页 |
| 参考文献 | 第153-167页 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 | 第167-169页 |
| 作者在攻读博士学位期间所参与的项目 | 第169-170页 |
| 致谢 | 第170页 |