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。      

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。     

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.     

宣钢45钢连铸中包钢水温度波动的研究

对宣钢生产45钢时连铸过程中中包钢水温度的波动情况进行了调查，对其影响因素进行了分析，提出了改善中包钢水稳定性的措施。     

灰铸铁弹性模量的影响因素

研究了温度、石墨形态、基体组织,合金元素等因素对灰铸铁弹性模量的影响,结果表明:灰铸铁的弹性模量E_0随温度变化,在某一温度出现峰值;E_0主要与石墨有关,而基体对其影响不大;b值与石墨、基体部有关系.     

灰铸铁组织对弹性模量的影响

研究了CE、Si/C、石墨形态、基体等对灰铸铁弹性模量的影响。     

长寿高炉设计指标及设计方案评价系统初探

长寿高炉技术是降低炼铁成本,提高钢铁企业经济效益的重要手段.在对高炉炉衬破损原因分析的基础上,提出了高炉15年寿命的主要技术指标及设计方案评价系统,应用该系统进行了计算机仿真,仿真结果表明系统的可行性.     

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。     

孔隙结构特征对焦炭高温抗拉强度的影响

采用压汞仪测量焦炭与CO₂或H₂O反应后的孔隙结构特征,研究孔隙率、平均孔径、比表面积及孔径分布对焦炭高温抗拉强度的影响规律.焦炭孔隙率和平均孔径随反应率升高而增加.平均孔径小于30μm时气化反应以造孔为主,比表面积随反应率升高先增后减,大于30μm时以扩孔为主,随反应率升高而减小.与CO₂相比,H₂O反应后焦炭平均孔径小,比表面积大,抗拉强度高.焦炭抗拉强度随孔隙率和平均孔径增加而降低,平均孔径小于30μm时抗拉强度随比表面积增加而降低,大于30μm时随比表面积减小而降低.焦炭中小孔数量越多抗拉强度越高,大孔数量越多抗拉强度越低.相同反应率下,H₂O反应后焦炭中小孔数量增加,比表面积大,有利于保护气孔壁结构,抑制高温抗拉强度的降低.