مدل‌سازي، بررسي سينتيكي و تعيين مكانيزم‌هاي اكسيداسيون محصول بريكت سرد آهن و كربن

در پژوهش حاضر با استفاده از نتايج آزمون هاي افت درجه فلزي محصولات آهن اسفنجي سرد (CDRI)، بريكت داغ آهن اسفنجي (HBI) و بريكت سرد آهن و كربن (CBIC) و به كارگيري روش طراحي آزمايش ها، به مدل سازي رفتار اكسيداسيون آنها در شرايط محيطي پرداخته شد. همچنين آزمون هاي اكسيداسيون 3 ماهه محصولات CDRI و CBIC در محيط با دماهاي 25، 65 و °C110 و رطوبت هاي نسبي 30 و 90 درصد انجام شد تا سينتيك و مكانيزم هاي كنترل كننده اكسيداسيون اين محصولات مورد بررسي قرار گيرد. نتايج بدست آمده نشان داد كه افزايش دماي محيط از 25 به °C65 باعث 2 تا 2.5 برابر شدن سرعت افت درجه فلزي محصولات خانواده آهن اسفنجي (DRI) مي گردد در حالي كه افزايش دماي محيط به °C110، نرخ افت درجه فلزي را 3 تا 4 برابر محيط با دماي °C25 خواهد نمود. تغيير قابل توجه شيب نمودارهاي اكسيداسيون محصولات خانواده DRI با گذشت زمان نشان دهنده دو مرحله اي بودن اكسيداسيون و تغيير در مكانيزم كنترل كننده اين فرآيند مي باشد. همچنين افزايش دماي محيط باعث تسريع در تغيير مكانيزم كنترل كننده اكسيداسيون محصولات گرديده است كه به سينتيك بالاتر واكنش هاي اكسيداسيون در دماهاي بالاتر و تسريع در تشكيل محصولات اكسيداسيون و انسداد تخلخل هاي نزديك به سطح نسبت داده مي شود. انرژي اكتيواسيون اكسيداسيون مرحله اول محصولات خانواده DRI در محدوده KJ/mole 138-105 قرار دارد كه بيانگر كنترل فرآيند توسط مخلوط دو عامل نفوذ و انجام واكنش شيميايي است. اما انرژي اكتيواسيون به مراتب پايين تر مرحله دوم (KJ/mole 42-30) حاكي از اين واقعيت است كه نفوذ تنها عامل كنترل كننده فرآيند اكسيداسيون در اين مرحله است.