石灰石代替石灰造渣炼钢减排CO2 的研究

为了分析石灰石代替石灰造渣炼钢这项技术在节能环保方面产生的效果,本文将石灰石直接进转炉造渣 炼钢模式和原有的“煅烧石灰-造渣炼钢”模式的CO 2 排放进行详细的对比计算,结果得到用石灰石替代1 kg石 灰,在冷料为废钢和生铁块的情况下,分别能够减排1.29 kg和1.12 kg CO 2 。该技术为钢铁行业节能减排带来的 效益巨大。     

炼钢温度下小颗粒石灰石热分解反应机理

转炉喷吹石灰石粉造渣脱磷有利于提高其反应效率,在快速造渣同时还可资源化利用CO₂。为此基于热重-差热分析仪和高温管式炉,对小颗粒石灰石在炼钢温度下的分解行为进行研究。研究结果表明,升温速率越小,小颗粒石灰石分解反应开始温度和完成温度越低,且升温速率越大分解反应持续时间越短;粒径2.5 mm以下的石灰石颗粒均可以在1 000℃以下快速完成分解反应,且粒径越小分解越快,反应完成温度越低,可见转炉采用喷粉方式可减少造渣时间,提高冶炼效率;与N₂、空气、O₂气氛相比,在纯CO₂气氛下,石灰石热分解反应完成温度提高,但分解所需时间反而缩短1/3,随着CO₂分压增加,分解完成温度提高但分解速度加快;随着煅烧温度提高,不同颗粒度石灰石分解完全所需时间均有不同程度的缩短,且粒径越大缩短程度越明显;在同一煅烧温度下,随着石灰石颗粒度由小到大,石灰石完全转化所需时间呈现由长到短再到长的趋势。仅从小颗粒石灰石煅烧效率上讲,转炉喷吹石灰石粉粒径选取0.13～1.5 mm为宜。     

100t转炉石灰石代替石灰造渣炼钢试验研究

对首秦100t转炉石灰石代替石灰造渣炼钢的试验结果进行研究分析。研究结果表明：石灰石造渣炼钢工艺在转炉单渣法和双渣法均取得良好冶炼效果,较石灰造渣工艺,在入炉CaO质量减少28.6%的情况下,脱磷率均值达到85.69%,提高2.54%,渣中磷元素分布均匀;同时石灰石代替石灰造渣可以减少入炉造渣料用量,吨钢减少转炉渣量15kg;石灰石代替石灰入炉可以增加转炉煤气回收量。     

石灰石替代石灰炼钢造渣效果研究

文章通过生产实际试验数据,研究转炉炼钢用石灰石代替部分石灰造渣过程中石灰石的行为,论证了转炉用石灰石炼钢造渣的相对合理方案。结果表明,转炉炼钢前期预加石灰石做造渣原料,可以很快完成煅烧化渣过程,能够实现降低吨钢石灰消耗,达到降本增效的目的,用石灰石造渣能够达到预期目标,使转炉吨钢石灰消耗降低近10 kg/t。     

转炉炼钢前期石灰石分解及CO2氧化作用的热力学分析

应用热力学方法,对转炉炼钢前期高碳低温铁水条件下石灰石分解及CO₂氧化作用进行了分析,推导出了CO₂分压(p_CO2)和高碳低温区域碳活度系数f_C,%的求解方程.结果表明:石灰石中CaCO₃在高碳低温的铁水面附近,其分解反应平衡温度比标准状态时低得多,随着吹炼过程中炉温上升其反应趋势增大,CO₂在转炉炼钢吹炼初期与[C]、[Si]、[Mn]和Fe(l)的反应都可以自发进行,其排列次序与各元素被O₂氧化的反应相同;在高碳低温铁水条件下p_CO2值非常小,转炉炼钢初期p_CO2在0.002 2~0.000 5p^Θ左右,因此可以认为石灰石分解产生的CO₂会全部参与铁水氧化反应.     

转炉炼钢中用石灰石部分代替石灰的生产实践

从理论上分析了氧气转炉用石灰石部分代替石灰造渣炼钢的可行性。根据物料平衡与热平衡,进行了工业冶炼试验。试验结果表明:氧气转炉使用石灰石部分代替石灰冶炼所生产的钢水能够满足所需的终点成分要求;同时还能减少环境污染与资源浪费,降低炼钢辅料成本约4.36元/t,可为企业带来可观的经济效益,具有很好的推广价值。     

石灰石造渣炼钢脱磷工业试验研究

通过工业试验研究了石灰石造渣对脱磷率的影响因素。试验结果显示,石灰石替代石灰造渣炼钢时,终渣碱度在3.3~3.5,渣中TFe含量在15%~17%时,炉渣的脱磷效果最好。将全石灰石造渣脱磷与石灰造渣脱磷的效果进行了对比,全石灰石造渣脱磷的效果较好。     

氧气转炉炼钢用石灰石代替石灰节能减排初探

讨论了在氧气转炉炼钢中用石灰石代替石灰的设想,认为该方法更科学、合理,不需投资改造设备,操作上可行且有诸多的益处,能够节能减排降低成本,将带来巨大的经济、环境和社会效益,值得试验推广。     

氧气转炉炼钢用石灰石代替石灰节能减排初探

为了在氧气转炉炼钢过程中实现节能减排,改善钢铁工业对环境的影响,本研究旨在探讨石灰石取代石灰的可行性。通过介绍钢铁工业的现状和石灰应用的重要性,结合氧气转炉炼钢工艺原理,文章分析了石灰石替代石灰的理论依据。在实验设计中,采用了严谨的方案和数据采集方法,通过对实验数据的处理和分析,结果显示石灰石在转炉炼钢中取得了显著的节能效果,并成功减少了二氧化碳的排放量。本研究明确了石灰石替代石灰在氧气转炉炼钢中的实际应用价值,为炼钢行业的可持续发展提供了可行的技术途径。     

小颗粒石灰石快速煅烧高效脱磷试验

转炉喷吹石灰石粉造渣脱磷存在一定优势,基于热重-差热分析和基础试验,对小颗粒石灰石高温快速煅烧及造渣脱磷的机理进行研究。结果表明,小颗粒石灰石在610℃左右开始分解,860℃左右反应结束,且温度越高越有利于其分解。转炉采用喷吹石灰石粉方式造渣脱磷,可通过分批喷吹加入的方式缓和其快速温降效应。但局部温降利于脱磷反应的进行,因此需在造渣和脱磷上寻找温度平衡点。随着粒径减小,小颗粒石灰石分解速度反而变慢;平均粒径为0.440 mm和0.840 mm的石灰石颗粒高温快速煅烧60 s后呈现出多孔活性石灰微观结构。随着煅烧时间的延长,石灰石转化率增大,但煅烧后的活性呈现先增大后减小的变化趋势。平均粒径为0.440 mm和0.840 mm的石灰石颗粒煅烧60 s时,活性可达到350 mL以上。采用小颗粒石灰石配制脱磷剂进行铁水脱磷试验,终点钢水磷质量分数降至0.02%以下,脱磷率在83%以上;对比石灰造渣脱磷,小颗粒石灰石造渣脱磷速度较快,在保证造渣效果的前提下,石灰石分解耗热可降低局部熔池温度,利于脱磷反应的进行。研究结果可为小颗粒石灰石化渣脱磷工艺技术的开发和应用奠定理论基础。     

小颗粒石灰石化渣脱磷热力学分析

为探索转炉喷吹石灰石粉造渣炼钢的最佳工艺条件,基于化渣脱磷基础试验,对小颗粒石灰石的化渣脱磷效果进行热力学分析。采用单变量试验方法,探究石灰石粒度、反应温度、配渣碱度及FeO含量对石灰石化渣脱磷的影响,进而得到最佳参数。结果表明,平均粒径为0.84 mm的石灰石颗粒化渣脱磷效果最佳,粒径过大或过小均会造成脱磷率降低;试验温度为1 400℃时化渣脱磷效果最佳,低于1 400℃时,化渣不充分且速度较慢,而高于1 400℃时会出现回磷现象。铁水脱磷率随碱度的升高而升高,当配渣碱度R=3.5时,熔渣状态较好,脱磷效果最佳;碱度过高时,熔渣黏度较高,泡沫渣量大,容易溢渣。铁水脱磷率随配渣FeO含量的升高而升高,FeO质量分数为20%时,熔渣状态最佳;当FeO质量分数达到30%时,反应过程中会出现溢渣现象。在试验得出的最佳工艺条件下,石灰石化渣脱磷过程前期脱磷速度快,泡沫渣状态好,渣中固溶体相种类多,终点脱磷率达到85%以上,钢中磷质量分数降到0.02%以下,可以完成脱磷任务。研究结果为开展转炉喷吹石灰石粉冶炼的工业应用提供了理论基础。     

转炉采取石灰石替代部分石灰造渣的应用

为进一步改善转炉经济技术指标、降低冶炼成本,分析了铁水消耗较为富裕的情况下,转炉冶炼过程采用石灰石替代部分石灰造渣的可行性。对比了不同造渣工艺冶炼Q235B钢的主要参数,分析了渣料对钢铁料成本的影响,并提出了主要控制措施。通过工艺优化及技术改进等方式,在保证脱磷效果的基础上,转炉造渣料消耗、成本等指标得到了明显改善。     

石灰石代替石灰在转炉炼钢中的应用实践

分析了石灰石加入转炉后热分解反应过程中的能量消耗和特性以及分解过程中的渣化反应。阐述了石灰石应用于转炉炼钢的优越性,既可以替代石灰减少对石灰的消耗,同时还可以平衡转炉富裕热量减少其他降温料的使用量,为炼钢生产节约了成本,创造了更大利润空间。     

120t转炉石灰石代替石灰造渣冶炼实践

主要针对转炉石灰石代替石灰造渣时可能出现喷溅、侵蚀炉衬等技术难点,通过研究石灰石造渣基本原理,优化转炉操作模式,使转炉全石灰石代替石灰造渣得以成功应用于实际生产中。     

转炉石灰石造渣炼钢对铁水硅气化影响的研究

通过工业试验研究石灰石加入工艺对铁水硅气化的影响,从石灰石加入量、加入时机、加入批次、枪位控制四个方面进行分析。结果表明：铁水硅气化率随着石灰石加入量的增加而增加,石灰石加入量高于6 t时,铁水硅气化率约为15%;在冶炼前投入石灰石时的铁水硅气化率不足3%,在F1（开吹阶段）投入时的硅气化率为11.5%,在硅锰氧化期投入时的硅气化率最高,为14.7%,在脱碳初期投入时的铁水硅气化率为2.5%;石灰石分两次投入时,铁水硅气化率最高,达到13.4%;采用“高—低—低—高—低”枪位控制方式,铁水硅气化率最高,为14.5%,但是此枪位冶炼易使氧枪结瘤,炉口容易堆积,而采用“高—低—高—高—低”枪位控制方式既能保证较高的硅气化率（14.1%）,也解决了氧枪结瘤与炉口堆积问题。     

CO2顶吹比例对转炉终点控制的影响

结合CO₂的高温反应特性,针对性地制定了CO₂冶炼工艺,并对转炉顶吹CO₂比例对终点磷、氮和碳氧浓度积的影响进行了工业试验研究。结果表明:随着转炉冶炼前中期CO₂顶吹比例由4.84%逐渐提高到9.68%,转炉终点磷的质量分数先下降后基本不变,氮的质量分数逐渐下降,碳氧浓度积与渣中TFe变化趋势基本相同,均为先降低后增加,对于不同指标最佳顶吹CO₂比例不同。试验转炉终点磷、氮的质量分数、碳氧浓度积与渣中TFe均下降,下降比例最高分别为20.4%、34.3%、12.92%和8.89%。      

喷吹CO2作为冷却剂的转炉炼钢工艺探索

转炉炼钢中期进入碳的剧烈氧化期而使炉温迅速升高,此时需要加入适量冷却剂抑制炉温过高。可以通过双流道氧枪实现用CO2气体作为冷却剂,替代铁矿石、氧化铁皮等固体冷却剂。理论分析可知,CO2作为冷却剂具有与铁矿石相当的冷却效果,同时可以更好地控制转炉钢水温度及成分,简化转炉炼钢设备及工艺。另外,用CO2作为冷却剂其化学反应产物为CO,可以提高转炉煤气的品位,降低整个转炉炼钢工艺的综合能耗。     

石灰石替代石灰作炼钢造渣原料节能减排估算

对比分析了石灰石造渣炼钢工艺相较于现行石灰造渣炼钢工艺的节能减排环节,采用IPCC提供的排放因子法计算了每个环节的节能减排量,结果表明,石灰石造渣炼钢工艺较现行工艺节省能耗18.32kg(标煤)/t(钢),相当于减排45.80kgCO2/t(钢);减排粉尘量约5.34g/t(钢),SO2约14.15g/t(钢)、NOx约70.77g/t(钢),减排可致灰霾颗粒物127.39g/t(钢)。