铁精矿冷固球团矿煤基回转窑直接还原新工艺

铁精矿冷固球团矿煤基回转窑直接还原新工艺的关键技术包括复合粘结剂及相应的配套实用技术,提出了含复合粘结剂的生球强度界面作用力综合模型,冷固球团矿强度的粘结膜机理,含复合粘结剂的冷固球团矿催化还原体积反应机制及全窑高温快速还原热工制度。     

铁精矿冷固球团和氧化球团直接还原对比研究

为提供回转窑法生产直接还原铁的优质球团矿，从造球到还原进行了铁精矿冷固球团和氧化球团的对比研究。结果表明，冷固球团的整体性能远优于氧化球团，应是回转窑法直接还原铁生产优先考虑的对象。     

铁精矿冷固球团直接还原机理研究

本文详细地研究了铁精矿冷固球团在煤基回转窑内的还原机理。研究结果表明：“复合粘结剂”集粘结、催化和还原功能于一体，能使冷固球团矿按均质反应模型还原。因此冷固球团矿具有良好还原性和足够的机械强度，消除了低温还原粉化，是一种直接还原的新炉料。     

艾利斯—查默斯链篦机—可控气氛回转窑直接还原法

一种新型的链篦机—可控气氛回传窑直接还原法由艾利斯—查默斯公司试验研究中心进行广泛的试验以后已获得成功(该研究中心位于美国威斯康星州奥克刻里克地区)。该方法可以处理含铁和非含铁矿石。该方法由铁矿球团链篦机—回转窑工艺和ACCAR·铁矿还原法相结合而成。它由链篦机,回转窑(有或没有喷射口)和冷却器依次联接组成。造好的生球送到链篦机上进行干燥预热。预热过的球团矿在链篦机上达到足够的强度以后,直接给入回转窑内。固体燃料例如煤或其它还原剂可以在链篦机的卸料处加入,同球团矿一起进入回转窑内。在上面提到的具有喷射口的回转窑中,天然气、重油或其它液体燃料可通过喷射口进入窑内。焙烧过的球团矿从回转窑内卸出送至冷却机冷却。传统的铁矿球团和还原工艺分别在两个独立的装置上进行。球团装置将造球机造好的生球进行焙烧和冷却。然后将冷却过的球团矿送到还原装置回转窑或竖炉内。由于链篦机—可控气氛回转窑直接还原工艺的研究成功,球团装置中的冷却机被取消了,从而节省了基建投资并简化了工艺流程。同时由于热球团矿直接装入回转窑也节省了篦源。由于球团矿不需要再进行预热,因此可采用较小的回转窑。本文介绍了威斯康星州奥克刻里克地区艾年利斯—查默斯试验研究中心的试验情况。使用多种固体燃料(包括次烟煤、泥煤、褐煤)成功地进行直接还原铁矿石的实验室和半工业试验。     

直接还原磁性粉冷固成型技术

以冷国球团回转窑直接还原过程中产生的磁性粉为研究对象，采用添加ＨＺ型复合粘结剂进行冷固成型，获得了高强度的团块、可供电炉炼钢，为综合利用冶金资源开辟了一条新的途径。     

钛精矿回转窑直接还原过程结圈可能性的探讨

通过煤种，入窑球冷态强度和还原过程强度，以及钛精矿与煤灰混合物的软化温度等分析探讨了钛精矿预热球团回转窑直接还原产生结圈的可能性，获得了可以避免结圈的结论。     

热态直接还原铁防再氧化初步研究

将球团矿和煤粉混合装料，使球团矿被煤粉包裹，在固态下进行直接还原，新生的直接还原铁将发生渗碳，渗碳现象使生成的直接还原铁表面熔化，形成致密的金属外壳，堵塞了直接还原铁的微气孔，在热态氧化气氛下，这层致密的金属外壳起到防止直接还原铁再氧化的作用。     

碱度对球团矿热态性能和矿相结构的影响

针对酸性球团矿热态冶金性能不佳的问题,采用配加白云石调整球团矿碱度的方法研究了不同碱度球团矿在还原气氛中反应1h后的低温还原粉化及还原膨胀指数,再通过光学显微镜分析球团矿矿相结构,得到了球团碱度、热态冶金性能与矿相结构之间的关系。以期为球团生产采取合理措施,改善产品质量提供依据和参考。     

铁精矿冷固结球团直接还原工艺研究

立足国内铁矿石和煤炭资源,利用回转窑法生产直接还原铁,是弥补我国优质废钢资源严重不足、促进优质钢生产发展的有效途径。然而,我国优质块矿资源缺乏,欲进行回转窑法直接还原,必须以球团矿为主要原料。传统的氧化球团矿方法需经历两步高温     

用含碳球团矿生产的直接还原铁的特性

关于含碳球团矿人们已经进行了大量研究,但由于含碳球团矿的强度较低,至今未能在高炉炼铁生产中应用。隧道窑直接还原生产工艺对原料的强度要求不高,如果用自还原性能较好的含碳球团矿作为隧道窑直接还原工艺的原料,代替原来的环状分装工艺生     

煤制气直接还原铁两段串联流程估算

为了降低直接还原铁能耗,根据试验数据研究了煤制气直接还原铁两段串联流程。串联流程中第一段竖炉用煤制气粗煤气余热和含碳球团冶炼直接还原铁,含碳球团以焦粉、半焦粉或无烟煤粉为还原剂,铁精矿、无机黏结剂混合后加压制作,电炉熔化直接还原、脱硫和生产水渣。串联流程中第二段竖炉以第一段净化后的炉顶煤气为第二段直接还原铁还原气,以氧化球团为原料。结果表明,煤制气直接还原铁两段串联流程估算能耗为394.8kg/t;与铁水比可比能耗为487.8kg/t,比高炉低41.2kg/t,生产过程中产生的污染物和温室气体排放低于高炉,接近天然气直接还原铁。     

优化球团原料的配矿

为了获得低成本、质量好的球团矿产品,以两种铁精矿粉（低铁高硅磁铁矿和高铁低硅磁铁矿）和一种膨润土为原料,以生球落下强度、抗压强度以及焙烧后成品球团抗压强度为评价指标,在相同造球工艺和膨润土加入量的条件下,研究两种质量不同的铁精矿混合配料造球对球团性能的影响。研究表明,随着低铁高硅矿配比的增加,生球落下强度、抗压强度以及焙烧后成品球团抗压强度均随之降低。通过优化配矿,当低铁高硅矿配比达40%时,生球的落下强度达到3次以上,抗压强度达20N以上,焙烧后抗压强度为3850N,完全满足生产要求。     

电炉炼钢钢铁原料的现状分析与展望

 电炉炼钢作为短流程的核心工艺,具有铁元素循环利用率高、能源消耗低及环境效益良好的特点,推动电炉炼钢健康发展符合中国实现“碳达峰”、“碳中和”目标对钢铁绿色发展的要求。电炉炼钢入炉的钢铁原料种类较转炉多且结构灵活,并且对电炉冶炼的工艺过程控制有直接的影响。为创造充分挖掘和发挥电炉炼钢优势的良好起始条件,针对目前电炉炼钢的主要入炉钢铁原料的情况和特点,从其生产储备、工艺过程操作、能源消耗、环境保护等方面入手,分析了废钢、铁水和直接还原铁作为主要原料的使用现状及优缺点,并着重对比分析了直接还原球团特点和技术指标,为探究和优化合理的电炉炼钢入炉钢铁原料结构提供了理论依据。从资源消耗、环境保护等方面考虑,废钢和直接还原球团将成为今后短流程炼钢的主要原料。结合钢铁循环利用技术和产业专业化的逐渐成熟,以及更加绿色环保的氢冶金技术的发展,废钢综合回收利用技术、高品位洁净球团生产技术、氢气竖炉直接还原技术将会是未来电炉入炉钢铁原料生产技术的发展方向,配套新型高效智能电弧炉冶炼技术将会是未来短流程炼钢的发展方向。     

氢冶金还原性气体的制备研究进展

氢冶金是一种绿色低碳的冶炼工艺，是实现钢铁行业转型升级和改变高碳排放形象的有效途径。氢冶金是通过纯氢气或富氢气体替代传统焦炭直接还原铁，可实现CO₂减排。富氢还原性气体的制备是实现氢冶金的关键之一。对比分析了适合于氢冶金的规模化焦炉煤气制氢、天然气制氢、煤制氢和氨分解制氢技术的工艺及相关催化剂，探讨了包括电解水制氢在内的可再生能源制氢的途径。氢冶金技术需要的制氢技术日趋成熟，氢冶金也将成为未来钢铁行业升级改造的重点。     

铁矿球团用有机黏结剂研究进展

 随着钢铁行业绿色低碳转型,使用有机黏结剂替代膨润土已经是铁矿球团工序提质降耗的必然趋势。然而,有机黏结剂彻底替代膨润土的技术壁垒仍未突破,严重限制了其在工业生产中的广泛应用。有机黏结剂的黏结效用也是控制球团强度的关键因素,研究其在球团生产中的作用机理对提高球团强度以及开发具有国内知识产权的新型有机黏结剂意义重大。通过总结有机黏结剂在铁矿球团中的研究进展,旨在为其在中国钢铁行业的广泛应用以及新型有机黏结剂的研发工作提供理论指导与试验依据。在介绍理想有机黏结剂分子结构模型的基础上,揭示了4种常见有机黏结剂的结构及特性。重点讨论了黏度和吸水性对有机黏结剂黏结效用的作用机理,有机黏结剂的高黏度特性能够调节球团颗粒间液桥黏滞力大小,从而显著提高生球强度;吸水性是有机黏结剂调控生球自由水含量的重要特性,只有在最佳吸水率下,才能获得强度较高、粒径均匀的生球。总结了有机黏结剂的常见优缺点,其主要优点是微量高效、烧失量大、基本不影响球团铁品位,缺点是生产球团矿缺乏渣相固结而强度不足。分析了优化原料粒度组成、添加含硼化合物及分散剂等强化有机黏结剂球团生产的调控手段,并展望了有机黏结剂未来的发展方向。     

低铁高硅赤铁精矿对氧化球团性能的影响

为合理利用国内低铁高硅铁精矿、降低球团生产成本,研究了低铁高硅赤铁精矿对生球、预热球和焙烧球团性能的影响。结果表明,典型的低铁高硅赤铁精矿A较磁铁精矿有更好的润磨性能。赤铁精矿A的亲水性较磁铁精矿强,在保持生球水分不变且赤铁精矿配比较高的条件下(>10%),生球水分不足,生球质量随着赤铁矿配比的提高而变差。随着赤铁精矿A的配比由0提高到50%,预热球强度由588降低到196 N/个,焙烧球团抗压强度由3 425降低到1 368 N/个,赤铁精矿A配比不宜高于30%,适当提高焙烧温度有利于球团抗压强度的提高。配加低铁高硅赤铁精矿A的球团还原膨胀性能和还原性能均有一定程度改善。     

链篦机—回转窑直接还原的适宜焙烧温度

在实验室进行了链篦机－回转窑直接还原的试验研究。结果表明：还原产品的铁收率得与入窑球团的抗压强度、抗磨能力正相关关系;球团抗压强度及抗磨能力取决于链篦机的焙烧温度。提高链篦机焙烧温度是提高链篦机－回转窑直接还原法铁假得率和杜绝结的重要途径。     

富氧煤气化直接还原竖炉新工艺研究

以固体气化煤为燃料，富氧加湿的高温鼓风为气化剂，制取合格的高质量煤气输入还原竖炉，含铁原料在竖炉内的高温煤气作用下转化为直接还原铁。本文介绍了这一工艺流程及其特点，并通过论证说明该工艺的关键技术成熟，工艺方案可行。     

配加高铁赤泥降低球团矿膨润土用量的研究

利用高铁赤泥的吸水性和胶结作用进行了降低球团膨润土用量的试验研究。实验室试验和工业试验结果表明:配加高铁赤泥能有效减少膨润土用量,其配比可由1.5%降到0.8%;当膨润土配比为0.8%时,生球强度、成品球强度、化学成分等都能满足球团生产要求;在冶金性能方面,添加赤泥球团的低温粉化指标优于普通球团,而还原性、还原膨胀、软熔性能低于普通球团。     

优化大冶竖炉球团焙烧工艺参数的试验研究

为了探索改善球团矿原料质量的途径,用润磨处理和未润磨处理精矿作原料的球团矿,按大冶竖炉球团矿生产的工艺条件在实验室进行了预热、焙烧等项目的试验。试验表明,在同样的预热、焙烧的工艺参数下,用润磨原料生产的球团矿,其抗压强度高于未润磨原料生产的球团矿;如按球团矿抗压强度达到3000N／个为基准,润磨原料比未润磨原料需要较少的预热时间、焙烧时间和较低的预热温度、焙烧温度。采用润磨技术处理精矿是改进竖炉球团矿生产的一项有效措施。