直接還原技術(shù)在國外已經(jīng)得到了充分發(fā)展,包括氣基直接還原法和煤基直接還原法2種。基于中國煤炭資源豐富,天然氣資源不足的特點,煤基直接還原技術(shù)一直是重要的發(fā)展方向,但是存在產(chǎn)量小、產(chǎn)品質(zhì)量差、能耗高、環(huán)境污染大等一系列問題,造成推廣應(yīng)用的困難。微波能具有快速加熱、整體加熱、選擇加熱以及高頻振蕩強化冶金過程等優(yōu)點。
科研工作者為了解決常規(guī)加熱煤基直接還原的反應(yīng)時間長、還原溫度高、產(chǎn)品質(zhì)量差等問題,基于微波加熱特性結(jié)合直接還原理論提出了采用微波加熱進(jìn)行氧化球團(tuán)煤基直接還原的新工藝。通過采用掃描電鏡、能譜分析儀和顯微硬度計等檢測手段對常規(guī)加熱和微波加熱煤基直接還原過程進(jìn)行了深入研究,探究氧化球團(tuán)微波加熱煤基直接還原過程微觀機(jī)制。
研究結(jié)果表明,微波加熱不僅改變了球團(tuán)礦的微觀結(jié)構(gòu)和能量分配,而且在某種程度上表現(xiàn)出微波加熱的“非熱效應(yīng)”,常規(guī)加熱時,在還原溫度1050℃下還原150min,球團(tuán)金屬化率僅為89.38%;氧化球團(tuán)煤基直接還原過程采用微波加熱,從室溫上升到1050℃后再等溫14min,球團(tuán)金屬化率達(dá)到92.67%。