预还原球团吸波性能及其微波加热煤基直接还原

黄柱成，吴锴，胡兵，吕丽丽，姜涛，彭虎

(1.中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙，410083；2.长沙隆泰微波热工有限公司，湖南 长沙，410013)

微波是频率在0.3～300 GHz的电磁波，微波加热是物料在电磁场中将自身吸收的微波能转化为热能，是一种体加热[1]。不同的物料因其本身的性质不同而具有不同的升温特性[2−3]，即微波加热的选择性。另外，微波加热还具有降低反应活化能、促进反应、影响晶型结构变化等“非热效应”[4−8]。国内外研究者对含碳铁矿粉及含碳铁矿球团微波碳热还原方面进行了大量研究，研究表明：铁矿物对微波具有较强的吸收能力，而脉石矿物吸波能力较弱[9]；微波加热可以克服传统加热中球团矿的“冷中心”问题[10]；在内配碳直接还原过程中，磁铁矿易发生晶界热碎裂，金属铁和浮氏体间不存在中间过渡相，有利于增强碳及CO的扩散还原能力[11]；微波加热有助于赤铁矿的还原，提高反应速度[12]。但是对氧化球团矿外配煤微波碳热还原的研究并不多见，而氧化球团强度高，更适宜竖炉工业化应用。在还原反应过程中，随着FeO的形成，进一步还原比较困难，从 FeO到Fe的还原过程是影响产率和能耗的重要环节，利用微波的快速加热可以在FeO还原时及时迅速提供大量热量。本文作者以预还原球团为原料，研究了不同还原程度的球团在微波场中的升温特性；并以煤为还原剂，研究了不同还原程度的球团在微波场中的还原行为。

1 实验

1.1 原料性能

实验中所用的原料为氧化球团在半工业微波竖炉中相同条件下预还原后所得的A，B，C和D 4种预还原球团，其金属化率分别为15.03%，19.54%，38.69%和42.85%。……