HIsmelt熔融还原炼铁技术的工艺煤耗及生产实践

简要介绍了HIsmelt熔融还原技术及特点,详细叙述了墨龙HIsmelt熔融还原技术工艺流程。并对HIsmelt熔融还原炉炉内不同功能区的划分以及物料在SRV炉内发生的物理化学变化进行了阐述,重点对进入SRV炉内的煤粉的作用以及流向做了分析。同时针对不同喷枪按照高度、渣层厚度以及操作压力情形下,对SRV炉二次燃烧率的影响进行了分析。最后对HIsmelt技术的生产实践进行了简要说明。     

山东墨龙HIsmelt工艺生产运行概况及主要特点

山东墨龙HIsmelt新工艺采用非焦煤粉在熔融还原炉中还原含铁原料,后经过铸造过程,最终生产出特种铸造生铁,为高端制造行业（如核电）提供原材料,该工艺是冶金领域的革命性新技术。首先介绍了山东墨龙HIsmelt铸锻工厂的概况及熔融还原炉的反应机理;其次对山东墨龙HIsmelt工艺的主要生产指标进行了分析,结果表明,山东墨龙HIsmelt工厂主要生产指标已明显优于力拓HIsmelt工厂,其所生产的特种铸造生铁磷质量分数低,基本不含硅、锰等元素,其他5种有害元素（铅、锡、砷、锑和铋）含量非常低,满足了高端制造业对铁原料的要求;最后总结了山东墨龙HIsmelt生产过程的特点,分析了在生产过程中如何通过熔融还原炉中的三大操作制度（调节喷煤量、调整含铁物料喷吹量和调整热风中的富氧量）的协同作用来调整炉内冶炼状态,并且对冶炼温度的影响和煤耗的确定进行了探讨。     

电炉炼钢过程渣线镁碳砖侵蚀机理研究

针对宝钢电炉冶炼过程中，炉衬渣线镁碳砖耐火材料侵蚀严重导致电炉炉龄偏低的问题，通过对镁碳砖耐火材料侵蚀微观结构的观察及钼丝炉内炉渣侵蚀镁碳砖试验，得知FeO_x·MnO·MgO相是镁碳砖耐火材料溶解到炉渣后形成的主相，渣中FeO、MnO具备了溶解MgO能力，炉渣中FeO_x含量偏高是导致镁碳砖耐火材料侵蚀严重的主要因素；电炉炉渣体系内，炉渣碱度对镁碳砖耐火材料侵蚀影响不明显。钼丝炉内炉渣侵蚀试验表明：温度越高，镁碳砖耐火材料侵蚀越严重；高温段保温时间对侵蚀影响不大；渣线镁碳砖耐火材料进行冷热交替试验后，镁碳砖耐火材料侵蚀相对严重。根据试验结果，采取降低炉渣FeO_x含量、缩短冶炼过程炉与炉之间间隔时间等措施，炉壁镁碳砖耐火材料侵蚀得到缓解，电炉中期炉龄稳定提升到450炉以上。     

HIsmelt熔融还原工艺的发展及展望

在我国“双碳”目标的提出下，钢铁企业的节能减排迫在眉睫，非高炉炼铁工艺因在环保与节能上具有一定优势，在近些年得到迅速发展。其中，HIsmelt熔融还原工艺是主要的非高炉炼铁工艺之一。介绍了HIsmelt工艺的发展背景，主要阐述了工艺流程、冶炼特点，以及现有工艺技术创新，同时对该工艺未来发展进行了展望。HIsmelt工艺具有原料操作灵活性高、设备投资低、铁水质量高、总能耗低等优点，我国引进工艺后在矿粉预热预还原工艺、炉缸耐材寿命、煤气利用、喷吹优化、出铁优化等方面具有突破性创新。在此基础上，提出应加强HIsmelt工艺冶炼特殊矿种的理论研究，从而实现对特殊矿种的冶炼；建议与电炉生产相结合，有望实现新的非高炉-电炉冶炼体系；提出与氢冶金技术相结合，进一步提高还原效率和降低CO₂排放，其具体操作可行性还有待进一步实验研究。     

HIsmelt工艺的内衬寿命与煤气利用问题探析

结合我国首座HIsmelt熔融还原炼铁工艺工业化生产实践,重点对HIsmelt熔融还原炉的内衬寿命与煤气利用问题进行了探讨。针对熔融还原炉工作环境,分析了内衬损坏的情况,阐明了内衬材质选择的要点,提出了延长内衬寿命的措施。针对熔融还原炉煤气利用效率低的问题,阐述了中国HIsmelt新工厂对原有工艺改进,提出了最大化利用煤气能量的措施。     

高铅渣直接还原炉的研发设计

概述了现有的粗铅冶炼工艺和高铅渣直接还原方法,介绍了电热焦炭直接还原炉、侧吹熔融还原炉、底吹电热熔融还原炉3种高铅渣直接还原炉的研发设计.     

COREX熔融气化炉炉缸流场研究

COREX是目前应用最多、最成功的熔融还原炼铁工艺，也是唯一实现工业化生产的熔融还原炼铁工艺.与高炉炉缸相同，COREX熔融气化炉炉缸的工作状况也是影响其寿命的关键.因此，对炉缸内铁水流场进行分析是十分必要的.本文采用FLUENT对炉缸内铁水流动状态进行数值模拟与分析，得到了一些因素对铁水流场的影响规律:死料柱沉坐与浮起对流场影响较大，浮起时，通过炉底的铁水流量明显增加，对炉底的冲刷增强，但减少了对炉缸侧壁以及“象脚”部位的冲刷侵蚀；死料柱孔隙度越小，炉缸侧壁和炉缸底部无焦区铁水流速越大, 炉缸侵蚀越严重；适当减小出铁口直径，能有效降低侵蚀速度；此外出铁口角度对铁水流场影响较小.      

CR炉用镁铬质耐火材料的侵蚀机理分析

由于CR炉相较于传统火法冶炼炉有较大的工艺区别,关于其镁铬砖侵蚀机理的研究文献较少。本文以扩大实验用CR炉耐火砖残砖为研究对象,采用化学分析、物理性质检验、电子探针等手段进行侵蚀过程分析研究,探究炉渣对镁铬耐火砖的侵蚀机理,得到如下结论:炉壁砖的损坏程度高于炉底砖;炉壁砖以渣的侵蚀渗透为主,MgO首先溶解到渣中,而侵入耐火材料的渣在耐火材料中形成硅酸盐化合物、镁铁橄榄石、铁酸镁和硅酸镁等,渗透进入的铜锍不与耐火材料反应;炉底砖以铜锍以及金属单质Cu、Fe、Pb的渗透为主。     

冷却转炉终渣修补出钢面炉衬工艺研究与实践

为确保钢水出净,对马钢65 t顶底复吹转炉冷却转炉终渣修补出钢面炉衬工艺进行理论研究与生产实践.通过对转炉终渣成分的控制和冷却转炉终渣修补出钢面炉衬过程操作的优化,在降低补钢面频次和耐材成本的同时,有效提高了转炉炉衬耐侵蚀能力和转炉作业率.与传统补炉砂补钢面工艺相比,补炉砂吨钢用量下降了17.74％,年节约补炉砂耐材成...     

对先进熔融还原工艺关键点的评价

经过15年的研究开发,有几种熔融还原工艺已到了中间设备试验阶段.对AISI(美国钢铁协会)、DIOS(铁矿直接熔融)和HIsmelt工艺的一些数据进行了对比.本文简要讨论了反应机理,评价了几个关键操作参数.AISI和HIsmelt工艺的主要区别在于装料方式的不同.HIsmelt对铁矿和煤使用深喷方法,而AISI和DIOS凭借重力给料;HIsmelt使用空气加氧气,而AISI和DIOS只使用氧气.这些区别会对还原、炉子粉尘产生和二次燃烧产生影响.这三种工艺的还原速率相当,但是对于HIsmelt,当喷吹的矿粉通过铁碳熔体时也产生一些还原.在HIsmelt中,当使用高挥发分煤时,由于其挥发分的有效燃烧,产生的粉尘量和粉尘中的碳含量都很低.这也是其达到较高二次燃烧率的原因之一.在这三种工艺中,硫和磷在渣铁之间都达到了平衡.而HIsmelt工艺因为其在较低温度下操作且温度分布更均匀,所以其达到了较高的硫磷分配比(即铁水中含量较低).     

耐火材料侵蚀过程对铁水脱磷处理工艺的影响分析

以高炉渣，脱磷剂及转炉渣侵蚀加入了锆莫来石的刚玉质与镁质耐火材料，发现高氧化铁含量的脱磷剂对镁质耐火材料侵蚀严重，对铝基耐火材料的侵蚀较弱，从炉衬寿命及工艺因素看；采用铝质耐火材料内衬对铁水预处理的脱磷过程有利。     

转炉渣补技术的应用与实践

介绍了马钢第二钢轧总厂炼钢分厂通过控制合适炉渣成分,出钢后留取适量炉渣并加入1 t生铁块进行冷却,采取渣面挂渣护炉的方法,取得了显著效果,使补炉次数大幅下降,耐材成本达到新低,促进了炉况稳定和生产顺行。     

钒钛磁铁矿冶炼工艺比较分析

主要介绍了4种可用于钒钛磁铁矿冶炼的工艺技术,包括传统高炉工艺、回转窑+电炉工艺、转底炉+电炉工艺以及HIsmelt熔融还原炼铁工艺,并对4种工艺技术进行了比较分析,认为HIsmelt熔融还原工艺因可以直接采用原矿、不需要造球、流程短、操作简单等优越性将会成为钒钛磁铁矿冶炼的最佳工艺技术。     

提高LF精炼钢包寿命的措施

精炼温度高造成渣线侵蚀严重以及炉渣对耐火材料的侵蚀，是影响精炼钢包寿命的主要原因。石横特钢厂采取稳定精炼初始温度；加强中间包烘烤；采用埋弧渣技术，制定合理的分钢种精炼温度等措施，使精炼钢包的平均使用寿命比４８炉次提高到５３炉次，耐火砖消耗降低了０．７９ｋｇ／ｔ钢。     

酒钢高炉渣铁沟耐材消耗偏高成因及措施探讨

对酒钢本部高炉渣铁沟维护用耐火材料消耗存在偏高的实际问题,从渣铁沟耐材使用的工况条件,施工工艺和维护要求等方面进行了分析与阐述,为进一步降低渣铁沟耐材消耗和更好地保产服务,相应地提出探讨性的改进措施。     

Ausmelt炼锡炉炉渣对镁铬耐火材料的侵蚀

采用静态坩埚法对镁铬砖抗Ausmelt炼锡炉炉渣侵蚀性进行了研究,并用扫描电镜和能谱分析等手段对抗渣前后试样的显微结构进行了分析。研究结果表明:随着Cr2O3含量的增加,镁铬砖的抗渣性能提高。炉渣对镁铬砖的侵蚀机理主要表现为:炉渣中的FeO、SiO2与镁铬砖中的MgO发生反应生成低熔点的镁铁橄榄石(MFS),导致镁铬砖的直接结合结构被破坏;炉渣中的SnO不与耐火材料各成分发生反应,对镁铬砖的侵蚀以渗透为主;镁铬砖中的铬矿不与炉渣发生反应,表现出良好的抗渣性能。     

综合处理铜选矿尾渣和镍熔融渣的工艺研究

金川公司废弃的铜选矿尾渣和镍熔融渣含铁30%~40%,FeO+SiO2含量大于90%。根据弃渣的成分特点,提出了一种综合处理铜选矿尾渣和镍熔融渣的提铁炼钢工艺:将铜选矿尾渣和碳质还原剂进行造块,在矿热炉中熔化还原,冶炼低牌号硅铁,再将热态的含硅铁水与热态的镍熔融渣兑入摇炉,并加石灰控制碱度,冶炼出还原铁水。经过理论分析计算,利用31.2 kg焦炭在矿热炉中熔化还原100 kg铜选矿尾渣,可以冶炼出57.3 kg的含硅28%的硅铁合金。用硅铁还原镍熔融渣,冶炼1 t还原铁水需要镍熔融渣1470 kg,铜选矿尾渣1060 kg,干焦炭298 kg,石灰911 kg。充分利用热态的含硅铁水和镍熔融渣两种热能,用石灰的烘烤温度调节控制摇炉内温度,避免突然爆发的大喷溅,预期可以实现回收渣中绝大部分有价金属的目的。并将产生的炉渣用于制作无机非金属建筑材料,实现弃渣的综合利用。理论分析表明该工艺利用两种弃渣进行提铁是可行的。     

熔融还原新工艺简介

(接上期) 2.3 Hlsmelt熔融还原炼铁工艺 HIsmelt直接熔融还原工艺(前苏联的пжв法与其类似)是直接使用粉矿或其它含铁粉料和非焦煤生产铁水的一项新技术.把铁矿粉、煤粉和溶剂吹到铁水熔池中,经过一系列的物理、化学反应,含铁料中的脉石、煤中灰分和溶剂融合成炉渣,氧化铁在液态中最终还原,所有的反应都是在一个立式熔融炉中进行.     

熔分电炉冶炼金属化球团过程炉衬侵蚀分析

对熔分深还原电炉冶炼钒钛磁铁矿金属化球团过程中熔分电炉炉衬、出铁口及出渣口等部位耐火材料的侵蚀情况作了介绍,并对侵蚀原因进行了分析。电弧侵蚀、渣中氧化物的化学侵蚀、炉渣碱度不当、砖缝和裂纹等是造成熔分深还原电炉耐火材料侵蚀严重的主要原因,其中电弧侵蚀和渣中氧化物侵蚀尤为重要,占到侵蚀比例的70%以上。     

HIsmelt熔融还原工艺生产铁水装置将落户莱钢

[本刊讯 ]　近日 ,莱钢与澳大利亚力拓集团签署了“莱钢 -力拓HIsmelt设备工艺许可协议” ,引进直接熔融还原炼铁技术 ,这标志着直接熔融还原工艺生产铁水的新型炼铁厂将在莱钢诞生。HIsmelt直接熔融还原工艺是直接使用粉矿或其他含铁粉料和非焦煤生产铁水的一项新技术。把铁矿粉、煤粉和熔剂吹到铁水熔池中 ,经过一系列的物理反应和化学反应 ,含铁料中的脉石、煤中灰分和熔剂融合成炉渣 ,氧化铁在液态中最终还原 ,所有的反应都是在一个立式熔融炉中进行。该工艺主要优势是无需建造传统炼焦炉、竖炉和烧结机 ,不用焦炭、球团和烧结矿 ,可…