摘要:为评估富H2 含CO 气基竖炉工艺中赤铁矿的还原行为, 研究基于最小吉布斯自由能原理, 利用HSCChemistry 9. 5. 1 软件构建热力学模型,分析在固定反应气的物质的量为3 kmol 条件下,气体成分与温度对铁氧化物还原路径及平衡物相组成的影响。结果表明:单一还原剂条件下,H2 在1 000 ℃时可完全还原赤铁矿的临界量为0. 405 kmol;CO 在700 ~800 ℃时还原能力达到最强,临界量为0. 415 kmol,但超过800 ℃后,CO 受高温逆向反应制约还原能力减弱。增加还原剂配比可促进磁铁矿与浮氏体向金属铁转化。H2 中引入约40% CO 可拓宽还原温度窗口,弥补纯H2 低温区( <700 ℃)还原能力不足与纯CO 高温区( >800 ℃)还原势衰减的缺陷,在800 ℃左右有效提升金属铁产率。典型气基竖炉工艺还原能力排序为HyMEX≈HYL - III > Midrex,其中Midrex 工艺完全还原赤铁矿的最高处理量为0. 352 5 kmol,而HYL - III 与HyMEX 工艺分别可达0. 395 kmol 和0. 400 kmol,后两者因富H2 气氛更适应高温还原。本文研究成果可为优化气基竖炉的还原工艺参数提供理论依据。