富氢气氛下不同含铁炉料的还原行为

 高炉低碳富氢冶炼技术如高炉喷吹煤粉、富氢燃料等会导致炉内炉腹煤气中氢气体积分数增加,为探究富氢对高炉上部炉料的影响,对富氢条件下不同含铁炉料的还原行为进行了试验研究。粉化试验结果表明,在20%H₂(体积分数)条件下,块矿和烧结矿的粉化率明显改善,RDI_{>3.15 mm}分别增加了11.08%和30.23%,同时富氢条件有利于含铁炉料粒度的均匀化。还原试验结果表明,在CO体积分数不变、改变H₂加入量条件下,球团矿和烧结矿还原度最高时的H₂体积分数为25%,块矿H₂体积分数则为10%。在保持(CO+H₂)体积分数30%不变、改变H₂加入量时,当H₂体积分数超过20%时,各含铁炉料的还原度均超过90%。扫描电镜分析结果表明,还原后的块矿明显生成渣相和铁相,球团矿出现良好的赤铁矿和磁铁矿相,烧结矿则呈“针状铁酸钙相-磁铁矿相-铁相”分层现象。     

高炉煤气中氢含量对炉料还原的影响

研究不同H_2含量煤气条件下高炉炉料的还原过程,观察矿石微观结构及元素成分,结果表明:相同温度下,随着氢气含量增加矿石中铁元素聚集明显增加;随着还原气中氢气含量增加,矿石失重率、还原率、金属化率均升高。由于氢气含量的提高,间接还原得到发展,可以有效降低直接还原度。但是氢气含量过高,则会发生非铁金属的还原,这可能导致能耗升高,煤气中的氢气含量应选择合适的值为15%左右。     

焦炭反应性对高炉块状带含铁炉料还原的影响

研究了五种具有不同反应性的焦炭对高炉块状带含铁炉料还原的影响规律,并对料层的压差、CO体积分数以及含铁炉料的还原程度进行了分析.当炉内通入的原始气体中CO体积分数(仅考虑CO和CO₂)为72.22%时,随着焦炭反应性的增强,焦炭气化速率加快,含铁炉料颗粒周围的CO体积分数升高,含铁炉料的还原度依次增高,还原度从使用低活性焦炭时的33.18%增大到使用高活性焦炭时的53.83%;而当原始气体成分中CO体积分数为66.67%时(低于900℃还原FeO的平衡气相体积分数),使用高反应性焦炭也可还原出金属铁.由此可见,适当增加入炉焦炭的反应性,可促进焦炭与含铁炉料间的耦合反应,提升料层CO体积分数,提高含铁炉料进入软熔带区域的金属化率.     

炉腹煤气中氢含量对铁矿石滴落过程的影响

利用高温熔滴炉对喷吹富氢煤气后高炉炉料的熔滴性能进行实验研究,XRD检测技术对喷吹富氢煤气后炉料的还原情况进行分析,并利用相图原理分析了不同富氢量对滴落带的影响。结果表明:喷吹富氢煤气后,矿石在进入滴落带之前,铁的氧化物已经大量被还原,滴落温度升高,滴落区间变窄。初渣渣量减少使得高炉透气性改善,最大压差与总特性值逐渐变小。结合滴落物与坩埚内剩余物的物相检测,得出富氢煤气对高炉熔滴性能的影响规律和最佳富氢量。     

富氢还原对烧结矿还原性及还原粉化的影响

钢铁工业CO2排放量约占全球总排放量的8%,为了降低CO2排放量,发展以H2为还原剂的炼铁生产方式势在必行。针对富氢还原对烧结矿还原性及还原粉化的影响进行了试验研究和理论分析。研究结果表明：H2等量代替CO时,H2体积分数由0%增加到12%,烧结矿的RDI-3.15降低约1%~2%;H2等量增加,CO,CO2,N2含量等比例降低时,H2体积分数由0%增加到12%,烧结矿的RDI-3.15升高约1.5%~2.5%;H2体积分数从0%增加到12%,烧结矿还原度Ri由72.56%增加到94.97%。研究结果对于开发富氢还原工艺具有重要的理论参考价值。     

日本为减排CO2而开发的高炉新型炉料

日本正在开发的高炉新型炉料具有显著减少CO2排放的作用。介绍了住友金属开发的C IS烧结矿,并与JFE开发的预还原烧结矿进行了比较。介绍了新日铁开发的高反应性焦炭和铁焦、JFE开发的铁焦球团、日本NEDO等开发的HPC并进行了比较。指出新型炉料的开发成功不仅对减少CO2排放具有显著作用,还非常有利于降低炼铁成本,提升钢铁企业竞争力。     

氢气含量对含铁炉料还原及软熔性能的影响

为了研究氢气含量对含铁炉料还原及软熔性能的影响,利用程序还原炉分析了不同氢气含量对含铁炉料还原性能的影响,利用高温熔滴炉模拟高炉喷吹含氢煤气,研究了氢气含量对含铁炉料软熔性能的影响。结果表明,当增大氢气含量后,炉料的软化温度会升高,滴落温度逐渐降低,同时也会改善炉料结构的透气性,使得渣铁更加容易分离;氢气含量会使含铁炉料中的FeO含量降低,弱化了脱碳反应,从而促进生铁中碳含量的增加。低温时氢气含量对还原几乎没有促进作用,高温则会促进氢气的还原性能;同时,氢气会促进含铁炉料中铁的析出。     

冶炼钒钛矿高炉富氢非等温还原行为及合适富氢率的探讨

高炉富氢是降低高炉能耗与碳排放重要途径,为确定高炉合适富氢率,研究了不同富氢率条件下钒钛矿的软熔滴落过程,并采用历程中断法分析了钒钛烧结矿、球团矿的非等温还原行为。研究结果表明,高炉富氢改善了钒钛矿还原条件,随煤气富氢率的增加,钒钛烧结矿、球团矿的还原度升高,尤其是高温条件下,煤气富氢率对还原的影响更为明显,初渣中FeO含量减少,初渣渣量降低,冶炼钒钛矿高炉富氢后软熔带位置下移,厚度减薄,尤其是透气性最差的熔融区间变窄,透气性增加;由于物理形貌和结构特征的不同,钒钛烧结矿与球团矿的还原速率随富氢率的增加表现出不同的变化趋势,富氢后钒钛烧结矿的还原速率在900～1 000℃达到最大值,而钒钛球团矿的还原速率随温度的增加呈增加趋势。高炉富氢恶化了钒钛矿非等温还原过程的粉化指标,适当减小炉身角可缓解富氢高炉块状带钒钛矿还原粉化现象。当煤气中富氢率以5%幅度增加时对钒钛矿非等温还原和软熔滴落性能的影响是不同的,富氢率由0增加到5%时的影响最大,其次是由5%增加到10%,富氢率超过10%时对钒钛烧矿的还原及软熔滴落行为影响较小,综合考虑还原气体富氢率对钒钛矿非温度还原、软熔滴落性能和软熔带分布的...     

南钢新2号高炉炉料冶金性能的研究

针对南钢新铁厂2号高炉冶炼过程中经常出现的问题,结合生产实践,对该高炉现有炉料的冶金性能进行试验检测分析,研究南钢现有炉料冶金性能的不足,并分析原因,找出可行的解决办法.同时,为南钢新铁厂2号高炉炉料结构的优化提供可靠的理论依据.     

炉料金属化率对富氧喷煤高炉冶炼过程的影响

根据高炉物料平衡和区域热平衡理论 ,参照高炉富氧喷煤和使用金属化炉料的冶炼结果 ,计算了炉料金属化率对富氧喷煤率、焦比和产量的影响。结果表明 :1炉料金属化率达到 40 %后 ,高炉不能富氧操作 ;2较低的炉料金属化率与富氧喷煤相结合 ,能够获得更大的喷煤比和更高的产量 ;3使用金属化率较高的炉料 ,能够比富氧喷煤达到更低的焦比     

w(MgO)/w(Al2O3)对复合炉料熔滴性能的影响

 高炉炉料中适宜的w(MgO)/w(Al₂O₃)可以提高炉渣的冶金性能,有利于高炉的冶炼,以达到增产、节能和降耗的目的。为探究MgO质量分数对复合炉料性能的影响,在试验过程中分别改变复合炉料内烧结矿、球团矿的w(MgO)/w(Al₂O₃),使用高温熔滴炉检测其熔滴性能,并对未滴落物进行XRD、SEM-EDS检测,探究渣中成分和分布规律,最终得到合理的MgO配分结构。试验结果表明,烧结矿中w(MgO)/w(Al₂O₃)由0.8增加至1.2的过程中,滴落温度先减小后增大,软熔带位置不断下移并呈现先变窄后变宽的趋势,镁硅钙石和镁黄长石的含量不断增大,而尖晶石和方镁石含量在w(MgO)/w(Al₂O₃)超过1.0后逐渐增大;球团矿中w(MgO)/w(Al₂O₃)由1.39增加至2.09的过程中,熔化区间先减小后增大,软熔带先上移后下降。烧结矿中w(MgO)/w(Al₂O₃)为1.0、球团矿中w(MgO)/w(Al₂O₃)为1.74时,熔滴特征值为95.55 kPa·℃,复合炉料熔滴性能最佳,有利于高炉顺行。     

富铌炉料中锰含量对还原冶炼时铌收率影响的研究

本文研究了化学试剂配制的含铌炉料和包头富铌低铁精矿中MnO_2的含量变化与其还原冶炼时铌收率(η_(Nb))的关系。结果发现,MnO_2的加入对前者会降低η_(Nb);而对后者则当其含量较低时有益于η_(Nb)的提高,较高时会η_(Nb)下降,同时发现MnO_2的增加使[Si]呈直线降低。本文讨论了上述现象的原因。     

CO2和H2O对焦炭强度及微观结构的影响

高炉喷吹富氢燃料是减少碳排放的有效措施之一,但喷吹富氢燃料产生的H₂O会造成焦炭的劣化。对比分析了不同温度下焦炭与CO₂和H₂O反应过程中,焦炭强度、两者的交互作用及微观结构的变化。分析结果表明:与H₂O反应溶损率SLR约为与CO₂反应SLR的2～5倍,温度升高,二者SLRR差距缩小;焦炭反应后强度CSRR随着温度的升高而降低,且SLR与CSR呈现负相关性;当H₂O/CO₂>1时,焦炭与C0₂-H₂O反应产生明显的交互作用;无论是焦炭与CO₂还是与H₂O发生溶损反应,微观形貌均表现为边缘部位溶损更严重;相比与CO₂反应,焦炭与H₂O反应在边缘更为剧烈,但内部气孔破坏较小。     

钒钛铁矿石的还原,熔滴性能及高炉炉料结构的探讨

研究了各种类型钒钛铁矿石(不同碱度烧结矿以及球团矿和块矿)的低温、高温还原性及熔滴性能。在此基础上探讨了全钒钛铁矿石高炉冶炼的合理炉料结构。认为:高钛型钒钛铁矿石高炉冶炼的最佳炉料结构是:高碱度烧结矿加酸性氧化球团矿;在攀钢现有工艺和设备条件下,应实行提高烧结矿碱度的方针。     

高炉冶炼预还原炉料能耗分析

 通过建立高炉冶炼预还原炉料数学模型,计算了原料铁品位、预还原炉料金属化率和铁的存在形态对高炉冶炼能耗的影响,比较了高炉冶炼预还原炉料和传统高炉的能耗。计算结果表明：针对不同铁品位原料,有一个适合高炉冶炼的炉料最佳金属化率,使高炉冶炼焦比最低;预还原炉料中的铁以硅酸铁形式存在时,主要进行直接还原,冶炼焦比较高;与传统高炉相比,高炉冶炼预还原炉料,可以大幅度降低焦比,但燃料比升高。     

炉料金属化率对富氧喷煤高炉冶炼过程的影响

根据高炉物料平衡和区域热平衡理论，参照高炉富氧喷煤和使用金属化炉料的冶炼结果，计算了炉料金属化率对富氧喷煤率、焦比和产量的影响。结果表明：①炉料金属化率达到４０％后，高炉不能富氧操作；②较低的炉料金属化率与富氧喷煤相结合，能够获得更大的喷煤比和更高的产量；③使用金属化率较高的炉料，能够比富氧喷煤达到更低的焦比。     

烧结矿低温还原粉化影响因素研究进展

烧结矿入炉后,会在高炉上部发生低温还原粉化现象,严重时会影响高炉料柱透气性,破坏高炉顺行.为了改善烧结矿的这一性能,揭示烧结矿粉化机制,归纳了化学成分、添加物、微观结构、外部还原气氛和烧结工艺等对烧结矿低温还原粉化的影响,分析了改善烧结矿低温还原粉化性能的方法,为粉化机制研究、烧结配矿提供参考.     

高炉炉料吸附铅蒸气规律及对炉料冶金性能的影响

在实验室研究了温度、粒度对烧结矿、球团矿和焦炭吸附铅蒸气的影响,并对吸附铅蒸气后炉料的冶金性能进行了研究.结果表明:温度为1 000 ℃时,炉料的铅吸附率出现最大值,随粒度增大,吸附率降低;随着铅吸附量的增加,烧结矿、球团矿的RDI增加,焦炭的反应性增强,反应后强度降低.控制炉料粒度是提高高炉排铅率的有效措施.