焦炉煤气非预转化竖炉法生产海绵铁的半工业性试验

1 前言 目前世界上年产海绵铁量已达到2000多万t,所采用的工艺方法又多是气基竖炉法。气基竖炉法过去都是采用天然气,利用重整炉先将天然气中的CH_4转化为H_2,然后再进入竖炉里进行还原反应来生产海绵铁的。这样势必依赖昂贵的镍催化剂和造价高的重整炉;同时,设备庞大,造价高。针对这个问题,本钢钢研所在近年来进行了非预转化直     

焦炉煤气竖炉法生产直接还原铁的煤气用量探讨

用焦炉煤气生产直接还原铁既可解决气源问题,又可高效利用焦炉煤气.目前我国还没有成熟的焦炉煤气竖炉法生产直接还原铁工艺,本文通过热力学分析,从还原剂和载热体两方面来探讨焦炉煤气竖炉法生产直接还原铁的煤气用量方案.     

气基竖炉工况焦炉煤气甲烷改质行为试验

 利用焦炉煤气+气基竖炉生产优质海绵铁,可延伸焦化行业产业链,同时可促进中国废钢/海绵铁—电炉短流程发展,改变钢铁行业能源、产品结构。针对典型焦炉煤气,通过基础性试验研究了在气基竖炉工况下,温度、H2O和CO2配比,高温海绵铁载体对焦炉煤气中甲烷改质行为的影响。研究结果表明,提高温度有利于焦炉煤气中甲烷的改质反应,1000℃时改质后有效还原气体体积分数最高可达80%;热态海绵铁对焦炉煤气改质有催化促进作用,可提高CO2参与改质反应比例至84.9%、H2O参与反应比例至100%;CO2配入体积分数2%～6%、H2O配入体积分数4%～10%为促进甲烷改质反应的适宜范围。     

焦炉煤气非预转化竖炉还原

焦炉煤气采用非预转化还原是其应用于竖炉工艺的最佳方案,技术上可行、经济上合理。建立了竖炉物料平衡和热平衡相结合的计算机程序。因CH_4在竖炉内转化耗热,要求采取大循环量和高温还原解决竖炉热平衡。气量较传统工艺增加50％,能耗降低9.6％。实验作出了金属铁催化下的甲烷转化及水煤气反应速度常数:对含CH_4气体在数:对含CH_4气体在金属化球团上的析碳率进行实验研究,得出了相应的动力学式:(CH_4)可实现对DRI碳量的定量控制和调节。实验发现:950℃以下,H_2O的控碳能力强于CO_2。     

焦炉煤气竖炉法生产DRI的煤气用量及利用率

根据中国资源特点及国内焦炉煤气利用不合理的现状,认为部分地区发展中小型焦炉煤气-气基竖炉工艺生产高品质直接还原铁在技术上是可行的。将焦炉煤气应用于MIDREX竖炉工艺,基于理论计算,探讨焦炉煤气-MIDREX竖炉生产DRI的煤气用量以及煤气利用率,为中国气基竖炉工艺的发展提供工艺参数。结果表明,焦炉煤气经重整后所得还原气体的H_2和CO体积分数比值为2.18,每生产1tDRI需要消耗焦炉煤气599.70m3。当向竖炉通入1 800m~3/t的还原气体时,竖炉内H_2、CO的利用率分别为32.14%和36.14%,还原气综合利用率为33.61%。     

用煤气化生产海绵铁的流程探讨

目前粉煤纯氧气化的工业装置煤的转化率99％，冷煤气效率80～83％。本文探讨了用煤气化生产海绵铁的三种流程，并粗略计算了它们的能耗。用成熟技术嫁接的办法，可形成一种用非炼焦煤的粉煤生产海绵铁的新的生产门类。只要合理选择流程，用这种办法生产海绵铁的能耗要比焦化、烧结、高炉生产铁水的能耗要低得多。这种流程还能同时产出大量中热值煤气，可为钢铁一化工，钢铁一发电联合企业的建设提供美好前景。     

焦炉煤气在铝用预焙阳极生产中的应用

介绍了焦炉煤气在铝用预焙阳极生产中的使用情况,通过对比分析,阐明了焦炉煤气在预焙阳极生产中的显著节能效果.     

本钢开发采用焦炉煤气非预转化竖炉还原法生产优质海绵铁

为进一步发挥本钢铁矿石含硫、磷低和其它有害金属元素含量极低的资源优势,并为我国生产高级特种钢提供急需的优质原料,本钢钢研所与有关单位合作开发焦炉煤气非预转化气法竖炉直接还原工艺,并用该法小批量生产出的优质海绵铁在电炉中冶炼出部份品种的高级特种合金钢. 本钢钢研所在实验室固定床条件下,以焦炉煤气为还原剂,以氧化球团为原料对该工艺进行了系统的试验.通过三四年的研究,     

焦炉煤气催化部分氧化转化的实验研究

用部分氧化转化法进行了焦炉煤气中甲烷的重整转化实验,分别考虑了（CO2＋H2O）／CH4比例、反应温度丁及配氧量三个因素对甲烷转化率的影响。研究结果表明：焦炉煤气中甲烷重整转化的最佳动力学条件是（CO2＋H2O）／CH4=1．1～1.3、反应温度T=1223-1323K、配氧量O2=6％左右,CH4的转化率大于95％。     

BL法竖炉还原过程中球团内碳与硫元素含量的变化

研究了球团矿在ＢＬ法竖焖还原过程中碳、硫元素的变化趋势,竖炉还原带整个温区内气相的碳势高于炉料的碳势,炉料处于渗碳过程中,球团的碳含量随竖炉料线的下移而增加;球团在还原过程中硫含量基本不变,海绵铁中的硫基本上源于矿石。     

关于高纯铁生产的研究

以由铁精矿粉直接还原出来的海绵铁为原料，以非真空尖炉和真空感应炉为冶炼设备，对纯铁的冶炼工艺进行了研究与试验。通过试验，找出了最佳冶炼工艺，研制出了纯度达到日本电解铁Ｆ级水平的高纯铁。     

蓄热式加热炉内高温低氧燃烧技术的研究

利用大型软件CFX4.4建立了高温蓄热式加热炉内温度场的数学模型。分析空气中氧气体积分数对蓄热式加热炉温度分布的影响,得出高温低氧空气燃烧加热效果更佳的结论。     

加热炉新型热滑轨的温度场分析

孔洞式热滑轨是为消除钢坯在加热时产生的黑印而设计的一种新型滑轨，并在实际应用中取得了良好的效果。本文利用有限元软件ANSYS对孔洞式滑轨在炉内受热时的温度场分布进行了模拟计算，得出了孔洞大小和滑轨高度变化与改善加热效果的关系。     

钢坯在线测温技术在加热炉加热制度优化中的应用

利用钢坯在线测温技术对钢坯在加热炉整个加热过程中不同断面、不同层面及炉温进行实时检测，从炉气温度分布、钢坯长度方向上温度分布、钢坯断面温差、钢坯在炉时间等几个方面进行了技术分析，优化了原有的加热制度，降低了加热炉的能耗及钢坯的氧化烧损。     

基于目标钢温的加热炉在线动态优化控制

由于鄂城钢铁有限责任公司宽厚板厂步进式加热炉无法很好地适应钢种和实际生产条件的变化,因此造成钢坯出炉温度无法精确满足轧线的要求。针对该问题,本文建立了步进式板坯加热炉数学模型,通过优化计算得到钢坯的理想升温曲线和相应的炉温制度,提出了基于各段目标钢温的在线炉温动态优化控制策略,建立了带有钢温负反馈的在线优化控制系统,实现了对出炉钢温的精准控制,同时达到了一定的节能效果。在实际应用中使开轧温度的命中率提高了12个百分点,吨钢燃料消耗降低了10 m3。     

黄岗梁低锡铁精矿在竖炉球团工艺的应用研究

通过对黄岗梁低锡铁精矿进行模拟竖炉球团工艺的实验室研究,得出合理的工艺参数,为黄岗矿业的竖炉设计及投产后生产实践提供技术指导。     

蓄热式连续加热炉数学模型的研究

应用封闭灰腔辐射理论,建立蓄热式连续加热炉数学模型.根据模型研究了加热炉炉内温度分布;产量及燃料分配比变化对钢坯温度的影响;空气消耗系数对加热炉生产率和单位热耗的影响.结果表明,模型能真实地反映加热炉的温度制度、供热制度及空气消耗系数与加热炉生产指标的关系.     

氧化锆发热元件及超高温电炉的研究

利用铬酸锶镧代替贵重的铂铑作ＺｒＯ２质发热元件的引线体，研究了此类元件的某些特性。用此元件可组装成不同类型的超高温电炉，在氧化气氛下最高工作温度可达２０００℃。红外辐射测温仪的成功应用，为实现超高温电炉的计算机控制创造了条件。     

本钢2号高炉11代炉役炉缸,炉底异常侵蚀情况初探

详细介绍了本钢２号高炉炉缸、炉底的侵蚀情况，对侵蚀原因做了具体分析，得出结论：与碳砖性能，砌筑质量等有很大关系。最后指出延长炉缸、炉底使用寿命的途径。     

用重量法测定纯铁粉中痕量碳的探讨

试样置于管式炉中加热并通氧气燃烧，混合气体经除硫后，中富集吸收于碱石棉吸收瓶中称量，根据增重，计算试样的含碳量。