第1章 铁氧化物还原基础 1
1.1 氧化物的还原 1
1.2 铁及其氧化物 2
1.2.1 铁氧化物分类及特征 2
1.2.2 铁矿石质量评价 4
1.3 铁－氧状态图 7
1.4 铁氧化物的还原 9
1.4.1 气体还原铁氧化物 9
1.4.2 固体碳还原铁氧化物 12
1.4.3 铁矿石还原速率 13
1.4.4 提高铁矿石还原速率的途径 16
1.5 金属铁渗碳 18
1.6 冶金还原气 19
1.6.1 冶金还原气的特点 19
1.6.2 冶金还原气的制备 20
参考文献 24
第2章 非高炉炼铁 25
2.1 炼铁技术的进步 25
2.2 非高炉炼铁的发展 29
2.2.1 直接还原炼铁概况 29
2.2.2 直接还原炼铁发展方向 33
2.2.3 直接还原炼铁流程分类 35
2.2.4 熔融还原炼铁概况 48
2.2.5 熔融还原炼铁流程分类 49
2.3 新型直接还原铁——碳化铁生产 64
2.3.1 电炉炉料构成的变迁 64
2.3.2 新型炼钢原料——碳化铁 66
参考文献 70
第3章 碳化铁材料表征 73
3.1 碳化铁的结构 73
3.2 碳化铁在炼钢中的应用 74
3.3 碳化铁在其他领域中的应用 77
3.4 纯还原性气体制备碳化铁的研究现状 78
3.4.1 CH4-H2系气体还原铁矿石制备碳化铁 78
3.4.2 CO-H2系气体还原铁矿石制备碳化铁 82
3.5 利用非纯还原性气体制备碳化铁 84
3.5.1 非纯还原性气体的定义 84
3.5.2 冶金废气制备碳化铁的意义 84
参考文献 86
第4章 碳化铁制备热力学 88
4.1 Fe-C-O系热力学 88
4.1.1 基本反应 88
4.1.2 影响Fe3C生成的因素 89
4.2 Fe-C-O-H系热力学 93
4.2.1 水氢比对Fe3C生成的影响 93
4.2.2 Fe3C生成时平衡气相组成 94
4.3 Fe-C-O-H-N系热力学 95
4.4 小结 96
参考文献 96
第5章 利用非纯还原性气体制备碳化铁 97
5.1 固定床还原铁矿石制备碳化铁 97
5.1.1 研究方法 97
5.1.2 矿石失重行为 98
5.1.3 矿石还原行为 100
5.1.4 还原产物组成分析 103
5.2 流化床还原铁矿石制备碳化铁 104
5.2.1 研究方法 104
5.2.2 流态化参数确定 108
5.2.3 碳化铁制备的影响因素 114
5.2.4 还原产物组成分析 131
5.3 碳化铁制备扩大化试验 143
5.3.1 研究方法 144
5.3.2 扩大化试验结果 144
5.4 小结 145
参考文献 146
第6章 碳化铁制备动力学 148
6.1 铁矿石还原及碳化铁生成机理 148
6.2 碳化铁制备过程动力学模型 153
6.2.1 未反应核模型构建 153
6.2.2 还原过程限制环节 156
6.3 小结 159
参考文献 160
第7章 碳化铁制备过程中添加剂的作用 161
7.1 添加剂的选择 161
7.2 添加剂对碳化铁制备过程的影响 162
7.2.1 K2CO3为还原添加剂 162
7.2.2 CaCl2为还原添加剂 165
7.2.3 NaCl为还原添加剂 167
7.2.4 CaO为还原添加剂 168
7.2.5 不同添加剂的作用比较 170
7.2.6 温度对还原催化过程的影响 171
7.2.7 矿石还原催化的动力学特征 173
7.3 添加剂作用机理探讨 177
7.4 利用模拟冶金尾气制备碳化铁 179
7.4.1 冶金尾气组成范围 179
7.4.2 还原结果探讨 180
7.5 小结 182
参考文献 183
结语 184
附录1 185
附录2 192