一种不用块状矿石和焦炭的节能炼铁法

日本川崎炼铁厂在世界上首创采用粉矿石和煤快速提炼生铁和合金铁的新工艺。确定了第二代炼铁方法——EKSR(一种先进的熔炼工艺流程)的基本技术。由于采用了立式的熔融还原炉,将煤和粉状矿石熔炼还原。在不可缺少高炉熔炼法中就不需要块状     

铁精矿粉熔态还原炼铁与过程集成

以概念设计的方式,提出了一种新的使用铁精矿粉进行熔态还原炼铁的流程。设计了多级流化移动床预还原反应器和闪速熔态还原炉。放弃了炉内二次燃烧的概念,代之以能量最大回收的原则。通过与汽油合成装置或其他化工装置的集成,构造了一套冶金、化工集成生产系统,从原则上克服了熔态还原炼铁和由煤合成汽油存在的多种问题     

熔融还原炼铁工艺的煤气富氢改质预还原

考虑到二步法熔融还原炼铁过程中终还原煤气降温和提高预还原效率的需要,以Corex为例分析了终还原炉煤气富氢改质后用于预还原的优势,讨论了其不利因素和对策.结果表明,对终还原炉煤气进行富氢改质后用于预还原是可行的.     

含铌尾矿的直接还原研究

为开发一种新的铌铁冶炼工艺,实现综合利用国内包头白云鄂博特殊矿的铁-铌-稀土资源,进行了含铌尾矿冶炼新工艺的基础性研究。由热力学分析可知,标准状态下,C直接还原NbO的温度(1 489℃)比还原FeO的温度(705℃)高得多,所以可以通过罐式法直接还原含铌尾矿,先还原铁,分离铁与铌氧化物,使铌富集在渣中,达到铌铁分离的目的,然后再还原铌氧化物。并在此基础上,将含铌尾矿的还原效果与铁精矿的进行对比与分析,确定最佳的还原工艺和操作参数。综合各种因素,通过对3种不同装料方式罐式法还原试验的比较分析,认为最适合的还原工艺参数为:950℃饼状罐式法还原,还原时间4 h。     

用固体碳及CO/CO2还原电炉粉尘中氧化锌的研究

用化学试剂和实际电炉粉尘作试样，考察了利用固体碳和CO/CO2进行氧化锌还原的各种影响因素。研究发现，与固 固还原反应相比，气 固还原反应较快，但前者易受温度的影响。在CO/CO2＝10、温度控制在1〖KG-*9〗000～1〖KG-*9〗100 ℃时，可保证电炉粉尘中氧化锌的顺利还原与气化分离。本研究为开发利用移动焦炭层的电炉粉尘处理新工艺提供了理论依据。     

锌灰含碳球团直接还原试验

锌灰是热镀锌厂和电解锌厂生产过程中产生的一种副产品,主要成分为氧化锌,是生产直接法氧化锌的主要原料。传统的直接法氧化锌生产工艺落后,装备水平差,能源消耗高,资源回收率低。为了提高锌灰生产直接法氧化锌的绿色化水平,开发了锌灰含碳球团直接还原新技术。试验研究了不同工艺参数对锌灰含碳球团直接还原的影响关系,得到最佳的工艺条件为:还原温度为1200℃,还原时间为60min,煤粉配加量为20%,CaO配加量为4%。在上述工艺条件下,锌灰中氧化锌的还原率可以达到95.5%,显著提高了锌的回收率。     

高铅渣直接还原炉的研发设计

概述了现有的粗铅冶炼工艺和高铅渣直接还原方法,介绍了电热焦炭直接还原炉、侧吹熔融还原炉、底吹电热熔融还原炉3种高铅渣直接还原炉的研发设计.     

超低二氧化碳排放炼钢项目的进展与未来

钢铁工业的CO_2排放量占人类总CO_2排放量的6%,在全球碳排放控制日益严格的大环境下,高碳排放的钢铁工业的生存面临着前所未有的危机,而目前世界最先进的减排方法已达到瓶颈,世界各国都大力开发能够显著降低CO_2排放量的突破性新工艺。阐述了欧洲的超二氧化碳炼钢项目的最新进展和未来研究,其中炉顶煤气循环工艺(TGR-BF)、新的熔融还原工艺(HIsarna)、新型直接还原工艺(ULCORED)和碱性电解还原铁工艺(ULCOWIN,ULCOLYSIS)被认为最有前景,结合碳捕集存储技术,最高可降低80%的CO_2排放量,投资成本和运营成本都比传统高炉工艺的要低。     

凌钢含铁粉尘合理搭配利用试验

根据转炉灰(泥)的成分提出了优化利用方式,并从造球和还原两方面研究了高炉灰与转炉灰(泥)的搭配利用情况。造球过程中充分利用转炉灰中游离CaO的黏性以及CO2气氛中的硬化作用,在不添加黏结剂的情况下可以获得满足生产要求的球团。以高炉灰为碳源,与转炉灰(泥)搭配还原,还原温度超过1 250℃后锌的脱除率达到95%以上,温度进一步提升至1 280℃后铁的还原度达到80%以上,多数情况下超过95%,为高炉灰与转炉灰(泥)利用提出了一种有效途径。     

熔融还原新工艺简介

(接上期) 2.3 Hlsmelt熔融还原炼铁工艺 HIsmelt直接熔融还原工艺(前苏联的пжв法与其类似)是直接使用粉矿或其它含铁粉料和非焦煤生产铁水的一项新技术.把铁矿粉、煤粉和溶剂吹到铁水熔池中,经过一系列的物理、化学反应,含铁料中的脉石、煤中灰分和溶剂融合成炉渣,氧化铁在液态中最终还原,所有的反应都是在一个立式熔融炉中进行.     

煤基直接还原炼铁技术分析

分析了主要的煤基直接还原炼铁工艺。回转窑反应温度低,导致动力学条件变差,停留时间长,散热大,吨铁煤耗达到1000 kg左右。从能量利用角度,过多的煤气还需换热加以利用。隧道窑通过罐装矿粉,可省去造球工艺,但是罐子传热只能通过对流与传导换热方式,因此,停留时间长,热量损失大,同时罐子、海绵铁的余热、废气热量尚未得到利用,导致煤耗高达1 500 kg/t海绵铁。转底炉由于温度高,反应速度快,但是热能利用率差,吨铁实际煤耗居高不下。可见,目前的煤基直接还原炼铁工艺,离低能耗、低污染的炼铁目标相差甚远,最大的问题是固态条件下的还原反应效率过低,提高铁矿的低温反应性能是煤基直接还原炼铁走向成功、高效、环保的关键所在。     

煤基直接还原转底炉振动布料机的设计

详细分析了第一代布料机的结构特点,指出第一代布料机在转底炉直接还原工况中存在的弊端,提出转底炉直接还原工况对振动布料机的要求及重要影响因素,介绍了振动布料机的设计方法及实践应用情况。     

现代炼铁技术进展

评述了国际上发展较快的几种主要非高炉炼铁工艺流程.COREX、FINEX和HISMELT等熔融还原流程可以避免炼焦工艺引发的环境污染.成熟的竖炉气基还原工艺是COREX流程工业化的重要保障,粉体流化床由于粘结等问题尚未完全解决和铁浴炉二次燃烧与炉衬侵蚀之间的固有矛盾注定了FINEX和HISMELT实现的难度远高于COREX流程.气基还原流程(MIDREX、HYL-Ⅲ、FINMET)目前都要使用天然气资源,很难在我国得到发展.转底炉可使用低强度的含碳球团,给煤基直接还原流程注入新的活力,但其能耗高、生产效率低、产品质量差将会制约它的发展.我国自主研发的炼铁新工艺,即低温快速还原工艺,目前仍处于研究开发阶段,它能够实现低温快速还原反应,是一种能耗低、污染少、资源利用率高的新型绿色冶金工艺流程,具有良好的发展前景.     

电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术

中国电炉炼钢的铁源原料由废钢铁料、生铁块、热铁水、直接还原铁等组成。直接还原铁(DRI/HBI)是电炉冶炼纯净钢最佳的残留元素的稀释剂。直接还原是钢铁工业技术发展的重要方向,气基竖炉和煤基回转窑是成熟的直接还原工业化生产技术。中国直接还铁的生产仍处于起步时期,2008年产量约60万t,占世界总产量不足1.0%。直接还原铁在中国有广阔的发展前景,以国内铁矿资源为原料的氧化球团-煤制气-竖炉是中国发展直接还原铁的主要方向。     

大型蓄热式金属镁还原炉炉内热过程的模拟与应用

将蓄热燃烧技术的优点与金属镁还原工艺的特点相结合,开发了具有66支还原罐的大型蓄热式金属镁还原炉。应用FLUENT软件对炉膛内流动、燃烧及耦合换热过程进行模拟。结果表明,将蓄热燃烧技术应用于金属镁还原炉,可以形成均匀的流场和温度场,从根本上解决了传统倒焰式还原炉炉内流场不均匀及上下排还原罐温度不一致的问题。将新型还原炉应用于工程实际,取得了良好的应用效果,较传统还原炉炉温均匀性提高70%,单炉产量提高1倍以上,还原周期缩短1.5h,还原罐的使用寿命延长30天,吨镁能耗降低60%。     

Investigation of Reduction and Smelting Mechanism in the Hi‐QIP Process

A new coal‐based reduction and smelting process for production of high quality iron pebbles in a rotary hearth furnace (Hi‐QIP Process) was developed. The reduction, carburization, smelting, and separating mechanism of the Hi‐QIP process were investigated. The experiments were carried out in a graphite heater furnace under rapidly heating up to 1773 K. A mixture of coal and ore produced molten metal and slag, which were held on the coal and did not come into contact with the refractory located under the coal layer. It is confirmed that the reduction of wettability between the iron and slag promotes the separation of them, when the content of FeO slag decreases. High productivity of the process is expected when using iron ore with small particle diameter and low gangue content. Favourable operating results were obtained in a pilot test using a rotary hearth furnace with a diameter of 7 m and a width of 1.5 m. This test demonstrated the possibility of continuous production of iron pebbles with high productivity (15t‐iron/d).     

转底炉工艺系统基本化学反应的热力学分析

转底炉工艺是直接还原中煤基还原的一种,其内部的热力学反应主要包括含碳球团的自还原反应、含碳球团与氧化性气体间的氧化反应、含碳球团的脱碳反应、含碳球团排出气体的燃烧反应及喷吹焦炉煤气对直接还原的影响等5个部分。对转底炉内部温度、气氛、配煤比的控制,是转底炉直接还原工艺的关键。     

铁精矿氧化球团微波加热直接还原新方法

传统加热直接还原具有热效率低、球团"冷中心"和废热废气量大等问题,造成还原时间长、能耗高和污染大。试验利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和清洁干净等优点,以及铁矿球团和无烟煤强的吸波特性,开发了铁矿球团煤基微波竖炉直接还原这一新工艺。研究表明,铁矿球团外配煤粉在1 050℃的微波加热条件下还原焙烧65min,可以获得95.25%的金属化率,同时具有1718.88N/个的抗压强度。与常规加热相比,微波加热还原焙烧的时间可以缩短27.78%,抗压强度增加近1倍,而且还原过程产生的废热废气量很少。     

高还原势气氛下烧结矿低温还原粉化试验研究

在高还原势气氛下进行烧结矿的低温还原粉化试验,考察RDI＋6.3、RDI＋3.15和RDI-0.5的变化情况,分析不同还原气氛对烧结矿低温还原粉化的影响规律,探究烧结矿在氧气高炉上部的粉化行为.结果表明：烧结矿在氧气高炉气氛下的低温还原粉化率高于在传统高炉气氛下的低温还原粉化率,但其RDI＋3.15仍高达82.7%;随着还原气氛中CO和H2含量的提高,烧结矿的低温还原粉化率明显上升.     

铜火法精炼中用煤基还原剂代替重油的研究及应用

本文以火法精炼的理论基础为依据,介绍了煤基还原剂的特点、设备及操作要求。同重油相比,煤基还原剂在铜回转式精炼炉还原期间既能杜绝产生大量黑烟,又能缩短还原时间,降低生产成本。