铁精粉单颗粒高温还原过程中的演化特征

摘要

采用高温热台显微镜原位研究了铁精粉单颗粒在高温及CO气氛下还原过程的演化特征.通过原位实验记录了铁精粉单颗粒的高温还原过程,并利用拉曼光谱仪验证了还原反应产物(单质铁).结果表明,颗粒表面出现单质铁的时间受温度影响显著,受气体流量影响小.其中,当温度从1100°C升至1300°C时,单质铁的生成时间缩短约75％;当温度从1300°C升至1400°C时,单质铁的生成时间基本不变.当温度为1100～1350°C时,铁精粉颗粒在还原过程中表面会产生瘤状物,且瘤状物尺寸随着温度升高而增大.引入瘤状物长宽和的平均值为特征尺度l,当还原温度由1100°C升高至1350°C时,l由6μm增大至15μm.当还原温度高于1400°C时,铁精粉颗粒出现熔融态的产物分层现象:内层为还原铁,中层为熔融氧化亚铁被还原的树根状金属铁,外层为含有Al、Ca和Si等元素集聚的铁渣.