粒度分布가 넓은 粉鐵鑛石의 炭化特性
Characteristics of Carbidization for Iron Ore Fines with a Wide Size Range
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초록
넓은 입도분포를 가지는 헤마타이트 철광석을 사용하여 H2 및 H2-CO 혼합가스 분위기에서 환원 및 탄화특성에 대하여 고찰하였다. 환원에 의한 활성화에너지 값은 약 20 kJ/mol 였다. 환원 및 탄화단계에서 무게변화는 환원단계에서는 약 28% 감소하였고, 탄화단계에서는 약 5% 증가하였다. 이는 이론 계산식에 의한 값과 거의 일치하였다. 온도, 입도 및 가스비(H2/CO=1~5 범위)에 따른 탄화속도는 온도가 낮을수록 입자가 작을수록 그리고 가스비가 작을수록 탄화속도가 증가하였다. 또한 H2의 가스비(H2/CO=1)가 낮을 때는 유리카본(C, free carbon)이 발생하였다. 수소가스를 혼합하였을 경우가 탄화속도는 증가하였으나, 수소분율에 비례하여 증가하지는 않았다. 혼합가스 중 수소분율(XH2)이 0.5일 때 (H2/CO=1)탄화속도가 최대였다. 이때 수소가 탄화철 생성과정에 있어서 촉매역할을 한 것으로 추정된다
Abstract
Characteristics of reduction and carbidization for hematite ore with a wide size range have been investigated at high temperature(590~640oC) under H2 and H2-CO gas mixtures. The apparent activation energy for reduction of hematite ore with H2 gas was found to be 20 kJ/mol. The weight loss by reduction was about 28% and the weight gain by carbidization was about 5%. The measured values of weight change were compared with those calculated from equation (3) & (5) and fairly good agreement was obtained. The rate of carbidization was increased with an decrease in temperature, particle diameter and gas ratio(H2/CO). The free carbon was increased with decrease in gas ratio(H2/CO). The rate of carbidization was increased with mixing of H2 gas but this effect was not proportional to fraction of H2 gas. It was also found that the rate of carbidization was the maximum in the H2 gas fraction of 0.5. It is considered that H2 plays a part as a catalyst for formation of iron carbide(Fe3C).