硼铁精矿含碳球团还原过程数学模型

通过等温热重实验分析CO/CO2/N2气氛中硼铁精矿还原和无烟煤气化的动力学特性,求得Fe3O4→Fe O和Fe O→Fe两个还原阶段及碳素溶损反应的活化能分别为74.72,65.74与194.72 k J/mol.建立了硼铁精矿含碳球团还原过程数学模型,并通过实验验证了模型的准确性.考察了球团尺寸、孔隙率、反应活化能对金属化率的影响,结果表明,球团尺寸从φ16 mm×8 mm增加至φ32 mm×16 mm,前期还原速率降低,但最终金属化率从85%上升至99.4%;球团孔隙率对还原过程影响较小;碳素溶损反应活化能上升抑制还原进行,但对最终金属化率没有影响,而当界面还原活化能从初始值的0.95倍上升至1.05倍时,不仅反应速率下降,最终金属化率也从99.59%降低至94.81%.从活化能对还原过程影响推断,反应前期还原过程受碳气化和铁氧化物还原联合控制,后期为铁氧化物还原反应控制.     

煤粉在直吹管内燃烧行为的数值模拟

建立了直吹管内气固流动、传热和煤粉燃烧的数学模型,基于实际高炉工艺参数,借助商业软件通过数值模拟的方法研究了直吹管内的气体成分和温度变化,并重点考察了煤粉粒径、鼓风含氧量和鼓风温度等操作参数对煤粉燃尽率的影响。研究结果表明:减小粒径、增加含氧量、提高鼓风温度都可以使煤粉在直吹管内的燃尽率得到提高。煤粉在直吹管内的燃烧行为以挥发分的脱除为主,该过程对温度敏感,而对氧气浓度不敏感。这一结论与前人在回旋区内得到的模拟结果相反。因此在研究变量对喷吹煤粉燃尽率的影响时,模拟区域应同时包含直吹管和回旋区。     

钢铁产业集聚区难处理尘泥处理与全量资源化利用进展

简述了钢铁冶金尘泥现有的处理工艺,具体介绍了回转窑工艺、Oxycup工艺、转底炉工艺。钢铁冶金尘泥目前的处理工艺主要停留在尘泥资源化回收利用的前3个阶段,往往只针对含量较高的部分元素进行分离回收。钢铁产业集聚区的尘泥除了含有 Fe、Zn、Pb、K、Na 等元素,还富集了大量 In、Bi、Sn、Cd等具有高附加值的稀散元素,是宝贵的有价资源。随着国家环保法规和产业政策的要求,钢铁冶金尘泥已经到了必须100%全部回收利用的新阶段。鉴于此,提出了根据各自的成分特征进行基于产品设计的各种尘泥间的协同搭配、单元技术间的科学耦合和系统集成,实现多组分梯级分离和全量利用的技术方案,希望能够为钢铁企业冶金尘泥的全量资源化利用提供参考。      

氧气高炉的发展历程及其在北京科技大学的研究进展

首先介绍了氧气高炉的发展历程,早期的研究工作主要着眼于解决由于氧气代替空气鼓风而引起的“上冷下热”问题,并总结了各国研究者提出的氧气高炉流程及其主要特点。随后系统阐述了北京科技大学科研人员在氧气高炉工艺基础研究与工程技术开发方面所取得的主要进展。这些研究包括氧气高炉流程设计,含铁炉料还原与软熔,氧气鼓风及循环煤气喷吹条件下的煤粉燃烧,循环煤气加热过程中的物理化学变化等炉内反应与变化,以及在此基础上开展的回旋区及全炉数值模拟研究,为氧气高炉的工程化实施奠定理论基础。最后对氧气高炉的碳素流及节碳潜力进行了分析,并提出富氢碳氢循环氧气高炉将成为炼铁低碳化的重要发展方向。      

不同喷吹煤种对除尘灰中未燃煤粉影响

国内某钢厂一座高炉现阶段喷煤量为160 kg左右,对其使用晨旭煤做喷吹煤时和正赫煤做喷吹煤时的2个阶段的高炉除尘灰（重力除尘灰和布袋除尘灰）进行了研究。高炉的重力灰和布袋灰的粒度组成和分布表明：重力灰中粒径主要集中在10～110μm,小于110μm颗粒占96%左右,大于74μm,小于297μm的颗粒约占60%;布袋灰的粒度分布图大致集中在3～30μm,小于20μm颗粒占到80%以上。通过岩相显微分析得到了重力灰和布袋灰中的各显微组分的面积分数,并根据除尘灰中未燃煤粉和焦粉的消耗程度,结合化学分析和岩相显微分析结果计算,得到了该高炉喷吹不同煤种时除尘灰中未燃煤粉所占的百分比。最后,初步得出喷吹不同煤种对高炉除尘灰中未燃煤粉质量分数的影响,即与晨旭煤相比,正赫煤的反应性和燃烧性都较好,喷吹期间,炉尘中产生的未燃煤粉较少,煤粉利用率较高。同时也表明,实验室热重法测得的燃烧性和反应性可以作为评价煤粉最终利用率的2个重要参数,为钢厂实际生产中的喷煤评价和煤种选择提供了可靠的新方法。     

钢铁工业二氧化碳排放计算方法实例研究

实现钢铁生产中CO₂排放的准确量化和计算是分析评估其环境影响及各种减排技术的基础和保障.基于Y钢厂2015年的实际生产数据，分别利用国内推荐的投入产出法和国际钢铁协会推荐的生命周期法计算了Y钢厂的吨钢CO₂排放量.计算结果表明:生命周期法计算的Y钢厂的吨钢CO₂排放量为2.183 t CO₂，明显高于国内推荐的投入产出法计算的Y钢厂的吨钢CO₂排放量1.940 t CO₂，这主要是由于钢铁协会提出的计算方法统计项目更为丰富并且考虑了物料和能源的上游产生的二氧化碳排放.结合《温室气体排放核算与报告要求》计算方法和国际钢铁协会所提出的计算方法，从计算边界、排放因子、物料和能源分类以及评价基准线层面提出了一套基于全生命周期方法的符合中国钢铁企业国情的温室气体排放计算方法.      

含锌尘泥中锌铅及碱金属脱除研究

文章考察了不同碳氧比和温度条件下,直接还原过程中的铁还原率、金属化率、还原脱锌和脱铅率、KCl和Na Cl挥发脱除率。通过实验可知,含锌粉尘制备的含碳球团可以脱除锌、铅、钾和钠,同时有效利用粉尘中的碳资源还原铁氧化物得到金属化球团;在1200～1330℃范围内,温度对铁氧化物还原,锌和铅的还原脱除,KCl和Na Cl的挥发脱除影响明显;当粉尘碳氧比为1. 0,还原温度为1300℃,还原时间大于18min时,反应接近最终平衡点,可获得金属化率大于80%,锌铅几乎完全脱除,钾钠脱除率大于90%的金属化球团。     

固废处理与人类社会可持续发展

工业革命使得人类从农业社会进入工业社会，大机器生产极大地提高了社会生产力，给我们的生活带来许多便利，但是我们需要透过现象看本质，深入思考一下，工业化除了生产大量生活中离不开的工业品之外给我们的生活带来了哪些负面影响，在这个过程中要怎么解决这些负面问题？本文将从钢铁厂固体废弃物处理角度出发探讨其对人类可持续发展的意义。