杨晓波，胡晓军，陈志远，周国治

(北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京100083)



氢含量对氧化亚铁粉体还原动力学的影响

杨晓波，胡晓军，陈志远，周国治

(北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京100083)

采用热重法获得了873～1 173 K氧化亚铁在不同氢含量H2-Ar还原气中的等温还原动力学曲线，发现在973～1 023 K温度范围，随着氢气含量(体积分数)的增加，反应达到的还原程度降低.结合产物的显微结构分析，在该温度范围，随着氢气含量(体积分数)增加，氧化亚铁还原的化学反应速率加快，新生成的铁相黏结加剧，阻碍反应气体的扩散，最终影响整个反应进程.同时发现，反应速率与氢含量不符合线性规律.

氢还原；动力学；氧化亚铁；结构演变；氢含量

随着现代社会对碳排放越来越严格的限制，传统碳冶金工艺面临巨大挑战，氢还原冶金的研究近来得到重新重视.在欧洲的ULCOS(超低CO2炼钢)和日本的COURSE50计划中，均提出引入氢还原部分代替碳还原以实现大幅度降低冶金工业CO2排放的目标.然而要实现氢还原在冶金中的实际应用，还需要进一步全面了解氢还原的反应特征.虽然迄今为止铁氧化物的氢还原已有许多研究[1-18]，但对某些特殊反应行为如反常的温度效应(一定温度范围内，还原反应速率随温度升高而减小)仍然没有给出确切解释[1,18].针对该问题，作者曾实验重现了纯氢条件下的温度效应，并从反应过程物质结构变化的角度，分析了结构变……