近日，资料学院鲁雄刚教授辅导的“绿色冶金与先进造作”团队在《International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials》氢冶金专刊上颁发了题为“Gasification of iron coke and cogasification behavior of iron coke and coke under simulated hydrogen-rich blast furnace condition”的文章，系统地钻研了富氢前提下铁焦气化与铁焦与焦炭共气化行为，及铁焦对焦炭的；せ
。为氢冶金的利用提供了理论支持
。

为了早日实现“双碳”指标，氢冶金受到了越来越多的关注
。氢冶金能够从底子上削减碳排放，并可提高矿石的还原速度
。然而，目前高炉氢冶金也存在一些问题
。氢气的参与会加剧炉料的低温还原粉化
。随着还原气中氢气的增长，焦炭的熔损会加剧，强度降落
。这是由于焦炭会和水蒸气产生气化反映等，且 H₂O 对焦炭造成的熔损大于 CO₂
。所以若何提高焦炭的强度是氢冶金钻研中要解决的问题
。

铁焦在分歧空气下气化后的SEM照片(a) 40vol% H₂O + 60vol% CO₂and (b) 100% CO₂

在富氢混合气体中，铁焦气化后表表为幼孔与裂纹；而在二氧化碳空气中，铁焦表表为大而深的孔洞
。

铁焦在分歧空气气化后的CRI与CSR (a) 40wt% H₂O + 60wt% CO₂and (b) 100% CO₂

随着铁矿粉含量的增长，造备的铁焦CRI增长，CSR降低
。与纯CO₂空气相比，40vol%H₂O+60vol%CO₂空气中铁焦的CRI较高，CSR较低

为此，鲁雄刚教授团队钻研了铁焦在CO₂和H₂O(g)+ CO₂空气中的初始气化温度及其与焦炭的共气化反映机理
。以焦煤和铁矿粉为重要原料，在尝试室造备合用于富氢高炉空气的铁焦
。选取焦炭反映性(CRI)和反映后强度(CSR)测试了铁焦的机能，并通过SEM和XRD会商了铁焦与焦炭气化过程中物相和描摹的演变
。尝试了局批注，在CO₂和H₂O(g)空气下，随着铁矿粉含量的增长，铁焦的初始气化温度降低；在40vol%H₂O+60vol%CO₂空气下，增长3wt%铁矿粉的铁焦CRI达到58.7%，CSR达到56.5%
。焦炭在 CO₂和 H₂O 空气中的初始气化温度别离为 839℃和 704℃，铁焦的初始气化温度随着铁矿石粉含量的增长而降低
。由于CO₂和 H₂O的扩散方式的差距，H₂O 偏差于在铁焦表表反映，形成铁焦表表裂纹
。而 CO₂则深刻铁焦内部，形成大而深的孔洞
。当铁焦和焦炭共气化时，随着铁焦增长量从 0 增长到 20%，焦炭的CSR 从 67.3%增长到 74.5%
。而当铁焦增长量为 30%时，焦炭的 CSR 增长量减幼
。由于铁的催化作用，铁焦的反映能力大于焦炭，铁焦优先气化而导致CRI降低，铁焦和焦炭共气化时CSR增长
。由于铁焦的反映性较高，铁焦更易于与 CO₂及 H₂O反映，从而削减了 CO₂及 H₂O 对焦炭的溶损，进而；ち私固
。本文的钻研成就将为高炉富氢冶金技术的研发提供理论支持
。

论文链接：https://doi.org/10.1007/s12613-022-2429-0