Raw materials for Corex and their influence on furnace performance

Abstract

The scarcity of good quality coking coal for the blast furnace (BF) has made steel makers look for an alternative iron-making process that requires little or no coke. The Corex process has been developed as an alternative to BF iron-making, which uses non-coking coal and a small amount of coke as fuel, and pellet/lump ore as iron-bearing feed. JSW Steel operates two Corex units each of 0?8 Mtpa, commissioned in 1998 and 2001 respectively. Iron oxides and non-coking coals have to meet certain physical, chemical and high temperature properties for stable operation and to attain high performance levels. Experience of the Corex operation with various coals and iron oxides over the years has helped in understanding the influence and sensitivity of raw materials on its performance and develop new raw material specifications. Statistical analysis of plant data showed that the significant parameters affecting fuel rate and production are moisture, volatile matter, char strength after reaction of coal, reduction disintegration index (RDI; %, –6?3 mm) of pellets and slag rate. This helped achieve the most efficient operating parameters, surpass rated capacity and utilise steel plant waste. The present paper brings out the impact of various raw material properties, and the modified specifications of coal and iron oxides for Corex.     

Influence of operational parameters on silicon in hot metal from Corex

Abstract

Quality steel production at low cost demands superior quality of hot metal (HM) with low silicon (Si) and sulphur. High silicon is undesirable for its subsequent treatment during steelmaking, making the process costlier and less productive, hence there have been constant efforts to lower the silicon content in HM. Corex is the only commercially established and proven smelting reduction ironmaking technology alterative to conventional blast furnace (BF) ironmaking. While the mechanism of silicon transfer is largely understood in the BF, the Corex process still requires further operational guidance for its control. A statistical analysis of more than one year plant data has been carried out to understand the parameters influencing the silicon content and to provide directions for its prediction and control. Based on the understanding of the parameters affecting the silicon in HM, regression analysis was carried out and equations have been developed to predict the silicon in Corex HM. The present paper discusses the various parameters involved, the regression output for silicon prediction, its validation and its interrelation with operating parameters. The analysis indicates that high fuel rates due to high moisture, poor metallisation, high volatile matter, high slag volume, high coal fines and low production, along with high basicity and alumina in slag lead to high silicon in HM.     

利用神经网络模型预测球团矿的冷压强度(英文)

建立了一个神经网络模型来预测球团矿的冷压强度,该网络模型采用三层前向BP神经网络,网络结构为12-12-1,12个输入变量分别为给料率、料层高度、焙烧温度、干透点温度、COREX煤气单耗、膨润土的添加量、生球水分、生球碳含量以及成品球的FeO、MgO、Al2O3含量和碱度;隐层含有12个神经元;输出为成品球团冷压强度;神经元激活函数选择双曲正切函数;神经网络学习算法使用的是带惯量项的误差反向传播学习算法(BP学习算法)。选取353组数据来训练和测试神经网络,其中247组数据用于训练网络,其余数据用于测试网络。测试结果表明,该网络的预测结果与实际结果的误差在3%以内,同时通过敏感性分析得出以下结论:①膨润土添加量、生球碳含量以及成品球的FeO、MgO、Al2O3含量和碱度对球团矿的冷压强度有重要影响;②增加膨润土添加量、成品球碱度、MgO含量、焙烧温度、干透点温度、COREX煤气单耗有助于改善球团矿的冷压强度;③增加FeO含量、生球碳含量、Al2O3含量、料层高度、给料率将使球团矿的冷压强度迅速下降;④增加生球水分会降低冷压强度;⑤提高球团矿冷压强度的参数设置(膨润土的添加量:0.86%～0.92%;wFeO<0.5%;生球碳含量:1.00%～1.10%;MgO含量:0.39%～0.44%);⑥在0.3～0.7范围内增加碱度不能显著改善球团矿的冷压强度。     

操作参数对Corex铁水Si含量的影响

优质低耗的钢铁产品需求低硅低硫的优质铁水。高硅铁水是炼钢处理所不希望的,它导致处理流程成本增加、产率降低,因此,需持续努力降低铁水中Si的含量。Corex是唯一确立并被证明已成功商业运行的改变传统高炉炼铁的熔融还原技术。尽管高炉硅转移原理已被熟练掌握,但Corex工艺仍然需要进一步的操作指导来控制硅转移。对超过一年的工厂运行数据进行统计分析,可以了解铁水中Si含量的影响因素,提供预测和控制铁水Si含量的方法。用回归分析得出回归方程来预测Corex铁水Si含量。简要讨论了硅预测回归分析中所涉及的各种因素,并验证操作参数,阐述了各参数间的相互关系。数据分析表明高水分、低金属化率、高挥发分、高渣比、高煤粉率、低产能直接导致高燃料比,同时炉渣高碱度和高Al2O3含量会导致铁水Si含量升高。     

利用人工神经网络模型预测球团矿还原粉化指数

印度JSW钢铁公司是一家年产钢700万t的联合钢铁企业,其炼铁单元由2座COREX和3座高炉组成。COREX和高炉用球团由一个年产420万t的带式焙烧机球团厂供给。作为一项重要的冶金性能指标,球团的还原粉化指数(RDI)要求满足COREX和高炉冶炼的要求。通过建立神经元网络模型和敏感度分析,研究了给料率、料层高度、焙烧温度、干透点温度、COREX煤气单耗、膨润土的添加量、生球水分、生球碳含量、以及成品球的MgO、Al2O3含量和碱度等12个因素对球团RDI指标的影响,并对焙烧机生产球团的RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)进行了预测。结果表明,球团中MgO、CaO/SiO2,生球碳含量和Al2O3含量对球团RDI指标影响较大。预测结果与实际的数据误差低于4%。研究得出:①生球的MgO、氧化铝和碳含量以及二元碱度对球团RDI有重要影响。②随着球团MgO含量和球团二元碱度的升高,球团RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)得到改善。③随着生球中氧化铝含量的增加,球团RDI升高,因此应尽量使用低氧化铝含量的铁矿粉来降低球团中的氧化铝。随着生球中氧化铝和碳含量的增加,球团RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)有所降低。④提高球团二元碱度和MgO含量的同时,降低生球碳含量可以改善球团的RDI。因此需要对它们的配比进行优化。⑤二元碱度0.50～0.55,MgO质量分数0.35%～0.45%,生球碳质量分数1.15%～1.20%,焙烧球氧化铝质量分数低于2.5%,FeO质量分数低于0.60%时,可望得到较低的RDI。⑥相对于球团中的碳和CaO含量,最优的焙烧温度可以改善球团的RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)。⑦高给料率和较高的料层高度会使球团的RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)升高。     

我国炼铁发展前景及面临的挑战

我国炼铁工业规模巨大,装备和生产指标先进,但在能耗和清洁生产方面尚存在不足。未来我国的炼铁生产仍将依靠高炉流程。受钢产量和铁钢比的影响,其短期的生产规模将维持在7亿/a左右。炼铁面临的主要挑战是在原燃料品种质量及价格的频繁波动,炼铁生产成本的有效控制以及清洁生产等。对应的措施是:优化炉料结构,建立现代化高炉操作理念以及系统应用各项节能减排工艺技术。     

俄罗斯哥萨亚山炼铁厂1号新高炉第一年生产经验

哥萨亚山炼铁厂(Kosaya Gora,KMZ,Kosogorsky,MZ)是一个非全流程炼铁厂,有3座高炉,生产商品生铁与铁锰合金。该厂位于俄罗斯欧洲部分的中心,有经营和成本的要求,有定点的原料基地。近期,1号高炉利用生产高质量产品的方法,通过最先进的炼铁技术、设备及耐材完成了现代化改造。描述了新高炉的建设,包括生产参数设计等的技术方案和一些主要项目的实施情况,涉及独特的配料系统、鼓风参数及铁水(生铁)品质。讨论了工艺技术特点,如开炉与日常操作等,着重阐述了使用最新的保尔沃特(Paul Wurth)无料钟炉顶布料技术后,从炉顶开始控制高炉生产的可能性。介绍开工后一年的生产实绩和未来发展规划。     

炼铁-炼钢区段界面动态运行过程建模和仿真

为了探索并制定合理的钢铁制造流程炼铁 炼钢区段的生产系统结构和生产组织方式，介绍了钢铁制造流程炼铁 炼钢区段的界面模式、工序设备和动态运行过程，并采用离散事件动态系统相关理论对炼铁 炼钢区段动态运行过程进行了系统分析，提出了基于实体流图法和事件调度法的炼铁 炼钢区段动态运行过程的仿真模型和仿真策略。对某钢铁企业炼铁 炼钢区段动态运行过程进行了建模和仿真研究,结果表明，该企业炼铁 炼钢区段应采用“一罐一送”的铁水罐运输组织方式，此时3台机车利用最充分，平均作业率为60%，KR脱硫站进站铁水温度较高，且温度波动较小，KR脱硫站进站铁水温度平均值为1 423 ℃，极差为22 ℃。     

Optimisation study of ironmaking using biomass

Abstract

The economic advantage of using biomass as partial substitute for fossil reductants in the blast furnace (BF) process was studied by simulation. A thermodynamic model of the BF was used in combination with simple models of the coke plant, sinter plant, hot stoves, basic oxygen furnace and power plant. Pretreatment of the biomass before its injection in the BF is considered in a pyrolysis unit where the carbon content and heating value are raised and the oxygen content is lowered, which is beneficial for the BF. The system was optimised with respect to the price of raw steel, considering costs of raw materials, energy and CO₂ emissions of the unit processes. The study demonstrates that biomass in partially pyrolysed form is a potential auxiliary reductant and that the optimal states of operation within certain regions depend strongly on the price structure of the raw materials and emissions.     

中国高炉炼铁技术进展

在描述2004年中国高炉炼铁技术现状的基础上,指出中国高炉炼铁在高效、低耗、长寿、优化操作技术等方面取得了进步。近年来,大型高炉生产技术水平,取得了明显进步,但是,精料技术、喷吹煤粉、热风温度等方面呈下降态势。宝钢、马钢、上钢一厂、鞍钢、首钢等企业部分大高炉利用系数和燃料比等指标已达到先进水平。今后要进一步改善原燃料质量和提高热风温度。     

中国高炉实现低碳低成本炼铁问题探讨

针对当前国家制定的低碳方针及炼铁成本偏高、钢铁企业追求低成本炼铁的目标,采用Rist操作线法及C-rd两种方法分析了高炉炼铁过程中的碳消耗。对高炉炼铁成本进行系统分析得出:两种方法计算出的高炉炼铁碳消耗结果基本相同,误差范围在1%~2%;在ηCO55%~58%热消耗接近9 GJ/t的情况下,单位生铁的碳消耗是高炉炼铁的低碳目标,目前中国高炉的燃料比要比低碳炼铁的燃料比高出80 kg/t以上;原燃料价格低并不等于生铁成本低,应根据焦炭、煤粉、熔剂、矿石及烧结矿的综合成本来科学计算评估炼铁生产成本。由于当前产能过剩,高炉工作者应从追求产能转变为保证炉况顺行、稳定炉腹煤气量、实现低碳低成本炼铁。     

系统思考实现炼铁综合水平提高

在钢铁业新的形势下为继续提高高炉炼铁综合技术水平,保持企业的可持续发展目标,探讨了反映高炉炼铁高效、长寿、低耗等方面技术水平的关键标志,认为能耗、成本等是今后炼铁过程中应着重控制的指标.另外,从高炉设计、高炉操作、原燃料控制、高炉和前道工序之间的结合模式等方面介绍了宝钢分公司炼铁厂提高这些关键指标的技术、管理措施,指出了在新形势下片面追求单一炼铁指标的局限性,突出了系统思考炼铁各区域之间协调关系对提高炼铁综合水平的重要性.     

武钢6号高炉炉型管理实践

通过对高炉炉型影响因素的分析,结合武钢6号高炉炉型管理的实践,总结出高炉炉型管理和日常维护的主要经验是：加强原燃料管理、水系统管理和高炉日常操作管理。炉内参数调剂合理,炉前渣铁排放及时均匀,炉况稳定顺行是高炉炉型合理稳定的有力保障。     

鞍钢新1号高炉(3200m3)易地改建和采用的新技术

鞍钢新1号高炉(3200m^3)是鞍钢“十五”期间修建的一座现代化大型高炉。详细介绍了新1号高炉采用的多项当今世界炼铁高炉最先进技术,包括原燃料整粒过筛和分级入炉技术、高温内燃热风炉、串罐无料钟、高炉长寿技术、INBA炉渣粒化工艺以及富氧喷煤技术等等。     

炼铁工艺的新发展和炼铁工序的结构优化

炼铁工艺主要有高炉工艺、直接还原和熔融还原工艺，正在研究开发的还有碳化铁工艺。这些工艺中，高炉工艺是我国主要的炼铁工艺，因此，我国炼铁工序优化的重点是高炉炼铁工艺的优化。高炉工艺优化的目标是提高质量，降低成本，改善环保。     

南钢原料变化对烧结的影响

随着钢铁行业的迅速发展,南钢烧结的原料结构不断调整,烧结矿质量发生了重大变化,为保证高炉生产需要,必须探索原料结构的发展方向.     

Recycling of steel plant mill scale via iron ore pelletisation process

Abstract

Mill scale is an iron oxide waste generated during steelmaking, casting and rolling. Total generation of mill scale at JSWSL is around 150 t/day and contains 60–70%FeO and 30–35%Fe₂O₃. To recover the iron, the mill scale must be smelted in a blast furnace or other reduction furnace; however, it is usually too fine to use without previous agglomeration such as via pellet or sinter mix. JSWSL operates a 4·2 Mtpa pellet plant to produce pellets for Corex and BF ironmaking units. The aim of this study is to determine the effect of mill scale on pellet properties. Detailed laboratory basket trials were conducted using up to 40% of mill scale in the pellet mix. The addition of mill scale up to 10% is considered to provide the optimum balance of chemical, physical and metallurgical properties of the pellet.     

石横特钢3号高炉炼铁技术进步

介绍了石横特钢3号高炉近两年的炼铁技术进步,通过严格原燃料质量管理、细化设备管理、优化高炉工艺操作管理,定期排碱,选择合理的送风和装料制度、适宜的热制度和造渣制度等,实现了高炉长期高效稳定运行,各项经济技术指标不断提高,利用系数2.97t（/m3·d）,综合焦比488.45kg/t,煤比139.18kg/t。     

关于高炉低硅冶炼的探讨

分析了高炉内硅的来源和硅在高炉内还原的特点,总结了目前国内外高炉低硅冶炼的现状,提出了高炉低硅冶炼的措施。     

宝钢炼铁技术进步

对宝钢在调整原燃料结构、降低原燃料成本、提高和稳定高炉产能、降低炼铁能耗等方面所做的工作进行了总结。通过优化高炉操作参数，燃料比和工序能耗不断降低。