不同反应性焦炭在炉料还原-软熔过程中的作用行为

随着钢铁企业“双碳”目标的提出，明确焦炭在炼铁过程中的作用行为至关重要。同时高炉富氢冶炼技术的推广给高炉内原燃料的反应行为带来了较大的变化，因此，研究在无氢和有氢气氛下不同反应性焦炭在高炉炉料还原-软熔过程中的作用行为对高炉冶炼具有重要意义。模拟高炉实际炉料结构，研究了不同反应性焦炭对矿石还原度和焦炭的气化率及孔隙结构变化的影响，探索焦炭反应性对炉料软熔性能及软熔带透气性的影响，解析不同反应性焦炭与渣铁界面作用行为的变化机理。研究结果表明，焦炭的反应性提高使各温度下矿石还原度和焦炭气化率均提高，各温度下焦炭的表层孔隙率增加，在无氢气氛下孔隙率的增加幅度低于有氢气氛，焦炭内部孔隙结构整体变化幅度较小。焦炭反应性提高后，炉料的软化温度区间减小且向低温区移动，在无氢气氛下熔化温度区间降低，在有氢气氛下熔化温度区间略有增加，焦炭表层碳基体劣化严重且强度降低，料层最大压差增加，透气性劣化，无氢时的影响程度强于有氢时的影响程度。增加焦炭反应性后，在无氢气氛下渣铁分离较好，且炉渣可以与焦炭灰分有效融合，使熔化带向低温区移动；在有氢气氛下，焦炭表层灰分含量较高，且不能及时与炉渣融合更新焦炭表面的活性点...     

熔融还原炼铁工艺的新进展

一、COREX和COREX/DR熔融还原熔铁法已是成熟的工业生产工艺COREX法自上个世纪80年代末投入工业生产以来,经过不断改进,已是成熟的工业生产装置。与高炉炼铁工艺相比,它的优点是:1.基本上不用焦炭,适应世界焦煤资源日趋紧缺的形势;2.不建焦化厂,避免了炼焦及化学回收过程产生的污染;3.不建烧结机,避免烧结生产的污染,COREX炉也比高炉生产的污染少(但需用部分球团);4.由于COREX装置产生的煤气品质优良,能用作直接还原铁生产的还原剂,可和Midrex竖炉联合形成COREX/DR新流程。印度京德勒公司中2座C-2000COREX装置先后于1999年…     

铁矿石直接还原与熔融还原的发展现状

铁矿石的直接还原与熔融还原同高炉相比其优势在于，它不需要焦炭。这种工艺对于以电炉为基础的紧凑型钢厂具有特殊的意义。而对于以铁矿石还原为基础的综合性钢厂来说，高炉仍然保持着为炼钢提供经济的初产品的地位。这点对联邦德国这种地域尤其是如此。全世界直接还原铁(DRI)的生产能力和产量在持续增长，其中2000年设备总利用率为81％，而直接还原铁的总产量达到43．2Mt。预计电炉工艺路线的生产能力与产量将有进一步的增长。迄今，唯一得到大规模工业应用的熔融还原方法是COREX法，该法使用的是块矿。2000年，现有的三套正在运行的COREX装置总计生产了1．95Mt生铁。所有粉矿的熔融还原方法毫无例外地均处于开发、半工业试验以及实验阶段。     

焦炭反应性对高炉块状带含铁炉料还原的影响

研究了五种具有不同反应性的焦炭对高炉块状带含铁炉料还原的影响规律,并对料层的压差、CO体积分数以及含铁炉料的还原程度进行了分析.当炉内通入的原始气体中CO体积分数(仅考虑CO和CO₂)为72.22%时,随着焦炭反应性的增强,焦炭气化速率加快,含铁炉料颗粒周围的CO体积分数升高,含铁炉料的还原度依次增高,还原度从使用低活性焦炭时的33.18%增大到使用高活性焦炭时的53.83%;而当原始气体成分中CO体积分数为66.67%时(低于900℃还原FeO的平衡气相体积分数),使用高反应性焦炭也可还原出金属铁.由此可见,适当增加入炉焦炭的反应性,可促进焦炭与含铁炉料间的耦合反应,提升料层CO体积分数,提高含铁炉料进入软熔带区域的金属化率.      

荷重熔滴实验与还原熔化实验的相关性

在焦炭性能和高炉风量基本保持稳定的背景下，含铁炉料在还原条件下的熔化性能是影响高炉软熔带和透气性最重要的因素.为满足高炉炉料结构快速变化的需要，采用还原反应熔化参数来表征不同炉料结构的性能，进行还原条件下熔化实验和荷重熔滴实验，探究还原熔化参数与荷重熔滴特征值的关联性.实验结果表明还原熔化参数和荷重熔滴特征值有很好的一致性.而还原熔化实验周期短、人力成本低、物力成本低，参照荷重熔滴实验结果，可快速为高炉确定合理炉料结构提供指导.      

高铁锰矿粉熔融还原生产富锰渣新技术

富锰渣是电炉冶炼硅锰合金的原料,而高炉法是冶炼富锰渣的主要方法,但该方法存在工艺流程长,焦炭消耗量大,铅、锌等易挥发金属影响冶炼等问题。提出了高铁锰矿熔融还原冶炼富锰渣新技术,该技术具有工艺流程短,不需要消耗焦炭,铅、锌等金属可以综合回收等优点。试验研究结果表明,高铁锰矿熔融还原生产富锰渣工艺是可行的,在还原温度为1 400 ℃、还原时间为20 min的条件下,渣铁可以完全分离,铁、锰回收率高。     

芜湖新兴焦炭置换法停炉新工艺

焦炭置换法停炉工艺是通过用焦炭置换风口带以上料柱进行停炉,使高炉停炉后在扒炉过程中采用热扒形式,利用焦炭轻、流动性好的特点,让其自动流出炉外,同时还能少打水,保护高炉耐材的寿命,并且扒出的焦炭不含杂质可以不用筛分继续使用,经济效益明显。     

熔融还原炼铁

生铁目前主要是用高炉生产,高炉生产中重要的原料之一是焦炭。占世界存储量10％的炼焦轧的十分紧缺,甘年后,将由于炼焦煤资源的枯遏,而迫使大批焦炉停产。也使大批高炉炼铁无法生产。熔融还原炼铁新工艺,必将替代高炉炼铁而得很大的发展。 熔融还原炼铁是直接用煤作为热源和还原剂,还原铁矿生产铁水的工艺,与高炉炼铁比较有如下     

不同反应性炭的气化差异及对铁矿还原的影响

纯氧高炉和煤气化耦合联产是降低炼铁和煤气化工艺能耗和碳排放的重要手段,而研究不同反应性炭的气化差异及其对铁矿石还原影响是实现煤气调质与降低焦比的关键.在模拟纯氧高炉与煤气化耦合联产工艺条件下进行了木炭、兰炭、焦炭的气化和烧结矿、球团矿的还原试验研究.研究结果表明,3种炭与CO2和水蒸气的反应性由强到弱的顺序为木炭＞兰炭...     

武钢高炉直接还原度及碳熔损率的计算与分析

对武钢7座高炉的直接还原度、碳熔损量、焦炭起始反应温度进行了研究,结果表明:武钢高炉直接还原度偏高且波动范围宽,为了降低焦比,需要发展间接还原;高炉碳熔损量在20%~25%之间,为了能够更加准确地指导高炉生产,需要进行恒定反应性的焦炭热性能实验;随着直接还原度降低,高炉煤气利用率呈线性升高,焦比呈线性降低;焦炭的起始反应温度受配煤比、工艺条件、炉型等因素的影响,其中工艺条件的影响最大。     

湖南煤还原活性的研究(一)

一、引言目前,世界炼铁工业方面,高炉法炼铁占统治地位,该法的优点是生产率高,机械化自动化程度高,缺点是需要消耗大量焦炭。近十年来,世界各国用于钢铁工业的炼焦煤资源的发现和开采赶不上目前日益增长的需要,因而,寻找不用焦煤的炼铁法已为各国所重视。不用焦煤的直接还原炼铁法之一——海绵铁法已有很多国家进行了大量研究,但真正用于大规模工业生产的还只有几年历史。海绵铁法炼铁,就其所使用燃料及还原剂而言,可分     

Corex工艺的现在与未来

Corex法是一种用煤而不用焦炭生产铁水的炼铁工艺，采用这种工艺生产铁水成本低，产量可调，适用于小型、中型、紧凑型乃至大型钢铁联合企业。一座设在南非的Corex装置的运行成绩展示了这种现代Corex工艺的特色。与高炉发展史相似，按比例地扩大Corex装置，是未来发展的目标。     

熔融还原炼铁技术的发展前景

熔融还原炼铁原是指“含碳铁水在高温熔融状态下与熔化的铁矿石产生反应”的新工艺,后随着实际工作的进展,泛指用非焦煤直接生产热铁水的工艺均称为熔融还原。这种理念早在100多年前就被冶金学家提出,但到1989年才开始得到工业生产应用并成为当代钢铁工业前沿技术之一。这是因为:首先该工艺不用焦炭,不需建焦炉、化工设施,用块矿和部分球团矿时可不建烧结设施,减少了重要污染源,为实现钢铁厂清洁生产,减少以至消除环境污染创造了条件;其次焦煤资源少(世界焦煤储量仅约占煤总储量的1/10),且分布不均匀,炼铁不用焦煤有利于钢铁工业可持续性发…     

混装铁焦对人造富矿还原行为的影响

 高炉炼铁是资源、能源的消耗大户,节能潜力巨大。铁焦是一种高反应性焦炭,将合适粒度和数量的铁焦与含铁炉料混装入炉,从理论上说具有降低焦比,取得节约稀缺炼焦煤资源和降低生产成本的潜力。对混合试样的还原机理进行了分析,并对铁焦与人造富矿的耦合反应进行了实验室研究,证明混入铁焦对烧结矿和球团矿的还原反应有明显的促进作用,提高温度和增加铁焦用量对提高铁矿石的还原度有利。     

高炉硅还原机理探讨和研究

实验高炉解剖、生产高炉取样、理论计算和实验室研究表明,高炉内硅还原发生在炉缸渣层以上部位,即炉腹区。在炉缸下部渣铁接触界面上将进行[Si]的再氧化。为确定硅还原机理,进行了硅源与铁水完全分离条件下的硅还原实验,它充分证明了高炉内硅通过气相SiO还原进入铁水是完全可信的。     

COREX 3000熔融还原炼铁工艺能量利用特征

COREX熔融还原炼铁工艺采用非炼焦煤直接炼铁,解决了当今焦炭资源短缺的问题,缩短了工艺流程,显著减轻了炼铁工业对环境的污染程度;且能生产出与高炉相媲美的优质铁水,生产过程产生的大量优质煤气可用于生产海绵铁或发电等多级利用,成为当代冶金工业的前沿技术。鉴于此,在物料平衡和热平衡计算的基础上,分析了COREX 3000熔融还原炼铁工艺能量利用的特征,指出其降低能耗的方向。     

碳循环氧气高炉内软熔带上部炉料反应行为

近年来，在中国“碳达峰”“碳中和”战略背景下，低碳高炉炼铁已成为中国低碳冶金技术发展的重要方向。在高炉炼铁工序，由于大量使用化石燃料及炉顶煤气利用率低，导致CO₂排放量过多。为降低高炉炼铁的碳排放，提出富氢碳循环氧气高炉新工艺。以碳循环氧气高炉为研究对象，通过数值模拟与实验室试验相结合的方式，对高炉内软熔带上部含铁炉料的还原行为和焦炭气化行为进行了研究。通过SEM-EDS对烧结矿和球团矿的还原程度及渣铁分离现象加以分析，同时采用矿相显微镜对焦炭气化后的微观形貌进行表征。通过数值模拟和实验室试验得到的高炉内含铁炉料还原度变化规律基本一致，验证了数值模拟与实验室试验相结合方法的可行性。研究表明，在高炉的同一竖直方向上，随着位置的降低，含铁炉料的还原度和金属化率不断升高，焦炭的气化率不断上升。在高炉中心位置软熔带上方，含铁炉料的还原度为0.91,金属化率为67.58%,焦炭的气化率为20.91%。在高炉边缘位置软熔带上方，含铁炉料的还原度为1,金属化率为96.91%,焦炭的气化率为21.36%。并且，随着炉料下行，还原后含铁炉料的金属铁面积越大，渣铁分离越明显，观察到的...     

高炉喷吹煤气后固体炉料的还原与变化

模拟高炉喷吹含氢煤气条件下炉料的变化过程,结果表明,炉料的低温还原粉化率随氢含量增加而增加.随着温度的升高炉料的低温还原粉化率降低.氢含量升高有利于铁氧化物的还原、CO的析碳,温度为900 ℃时氢对还原矿的碳含量无影响.氢含量升高,焦炭的反应后强度大幅度降低.     

预还原烧结矿生产工艺

传统上说，烧结矿的还原是在高炉中间接还原。因此，高炉中烧结矿的还原行为受到还原平衡的控制。然而，由于采用了新开发的工艺，除了可以使用粉矿外，在烧结机上还可以通过还原剂同步进行直接还原，从而使得还原不受一氧化碳i--氧化碳气体反应平衡的限制。     

FASTMELT流程-环境友好的煤基直接还原技术

FASTMELT流程用铁矿粉和普通锅炉煤为原料来生产高质量的铁水/生铁.与传统的高炉流程相比,其SOx和NOx的排放显著降低.同时,总能量要求远低于高炉,CO2排放比高炉低约35%.讨论FAST-MELT流程的技术特点及其在中国的应用.