高炉块状带焦炭劣化机理

 模拟高炉块状带气流和温度条件,研究了粒度、熄焦方式和焦炭类型对焦炭劣化影响,以及高炉上部碱金属K2CO3和Na2CO3催化焦炭与CO2的反应机理。结果表明：小粒度焦炭和湿熄焦炭失碳率较高,产生的粉末量多;捣固焦炭在反应开始时劣化程度低于顶装焦炭,随着反应时间增加,劣化程度高于顶装焦炭;碱金属会与焦炭中的灰分形成催化复合物,导致焦炭与CO2反应的起始温度降低,破坏焦炭的微晶结构,失碳率增加,粉化加重;K2CO3的催化作用高于Na2CO3的催化作用。     

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.     

高炉块状带焦炭强度模拟研究

 重点研究焦炭在高炉块状带内的抗压强度与温度和反应程度的关系。使用1台热模型对高炉块状带进行了模拟研究,1台可调气氛高温抗压试验机对所获焦炭试样进行了抗压强度检验,得到了焦炭在实际温度下的反应后抗压强度分布。在高炉间接还原区内,焦炭抗压强度随温度的升高而直线下降,在高温区内强度下将更为严重。焦炭失碳率是影响其强度的主要因素,在高煤比条件下应采用高反应性煤种并保留适量未燃煤,以保护焦炭强度。     

提高高炉焦炭质量的研究

分析了武钢高炉喷煤的现状和发展规划,以及提高焦炭质量的必要性。根据不同配煤比条件下炼焦试验和改变工艺条件下炼焦试验的结果,探讨了生产中提高焦炭质量的途径和有待进一步研究的问题。还对２０ｋｇ试验焦炉焦炭与６ｍ、４．３ｍ焦炉焦炭热反应性ＣＲＩ和反应后强度ＣＳＲ的相关性进行了研究。     

高反应性焦炭与高炉低成本操作

高反应性高强度焦炭可以通过降低高炉热储备区温度,促进高炉内铁氧化物的还原,达到降低高炉炼铁燃料消耗并减少CO_2排放的目的。总结了国内外关于高反应性焦炭生产制备、性能评价以及进行高炉冶炼实践的现状,提出了高反应性焦炭需要开展的研究方向,根据资源和环境的需要选择适宜的配煤添加剂,以及焦炭在高炉内溶损反应的特点正确评价高反应性焦炭的性能。     

重新认识高炉用焦炭与CO2的反应性

简要介绍了现行焦炭反应性试验方法的来源,主要表达焦炭在高炉内进入风口回旋区前抗CO2,气化能力以及反应后的抗粉化能力,是一种规范性试验方法。回顾了国内外对焦炭反应性的认识和变化,20世纪认为反应性表达焦炭在高炉抗CO2,的气化能力,反应性高反应后强度低对高炉生产不利。进入21世纪,新日铁提出反应性只是表达了焦炭的活性,认为提高反应性可以提高高炉反应效率,对高炉生产有利,不同时期认识水平不同认知也会完全相反。通过CO2,含量和反应温度对焦炭反应性影响试验和高炉碳平衡计算,分析了喷吹煤粉高炉内焦炭的行为．确定了焦炭进入风口回旋区前的反应失重率。提出现行国家标准“焦炭反应性及反应后强度试验方法”的反应性表达的是焦炭与CO2,反应的活性,高炉内焦炭反应失重率控制因素是矿石的还原性能和未燃煤粉率,与焦炭实验室测定的反应性无关。     

高炉块状带透气性试验分析

通过试验研究了在不同球团矿配比、不同烧结矿粒度和不同料层厚度条件下,高炉块状带透气性指数的变化规律。粒度小于10 mm的烧结矿会使高炉块状带的透气性急剧变差;在保持料层炉料粒度组成不变的情况下,如果料层厚度增加,则高炉块状带的透气性降低;随着球团矿配比的增加,料层压差呈先升高后趋于稳定的状态,高炉块状带透气性升高。     

矿物质催化指数与焦炭反应性关系

研究了矿物质（氧化物）以添加和吸附两种方式负载到焦炭中，对焦炭溶剂损反应性的作用规律，建立了矿物质对焦炭溶损反应性的综合评价指标（MCI），提出了煤的Vd和MCI是决定焦炭溶损反应性的两个独立变量，并据此建立了预测焦炭溶损反应性和反应后强度的数学模型。     

焦炭热反应性的研究

焦炭热反应性影响高炉的透气性和高炉顺行。炼铁系统随着高炉生产的不断强化，对焦炭的热态性能要求也逐步提高。为了掌握焦炭热反应性的内部机理及其影响因素．结合生产实际。探讨改善焦炭热反应性及反应后强度的措施，建立有效的焦炭热态性能预警系统。     

承钢高炉块状带钒氧化物还原机理研究

对于以钒钛磁铁矿为主要原料的高炉,研究钒在高炉中的行为规律具有重大意义。通过理论分析和模拟试验研究,探索钒在高炉块状带的还原机理。热力学计算表明,钒和铁可以无限互溶;随着铁相的出现,钒氧化物还原的热力学条件将大大改善。经过对承钢钒钛烧结矿的XPS和XRD检测证实:承钢钒钛烧结矿中钒的价态表现为+5价,承钢烧结矿以钛磁铁矿、钛赤铁矿为主,V、Ti固溶于钛磁铁矿中。通过对V_2O_3纯试剂、Fe_2O_3和V_2O_3的1∶1混合试剂及承钢钒钛烧结矿的还原试验研究,结果表明,在1 000℃范围内CO不能还原V_2O_3纯试剂,在高炉块状带间接还原中钒的氧化物不能被还原出单质钒。     

焦炭热反应性能对高炉顺行的影响

焦炭热反应性影响其在高炉内反应后的强度,制约着焦炭在高炉中料柱骨架的作用,进而影响高炉的透气性和高炉顺行。结合生产实际,对焦炭在高炉不同部位的状态和行为进行了探讨,阐明焦炭的热反应性能对高炉顺行有较大影响。     

高炉块状带压差模型

 高炉上部悬料是高炉生产过程中常见的问题,影响高炉的顺行与高产。块状带压差反映了高炉上部悬料的可能性,更精确地计算块状带压差对高炉生产有重要的指导意义。为了使块状带压差计算结果更符合高炉实际,在原有计算模型的基础上考虑了温度变化影响。基于此模型研究了高压操作与料柱透气性、高炉顺行之间的关系;以迁钢2560m3高炉为例进行计算,计算结果与高炉块状带压差的实测值相符。研究发现：随着顶压的提高,炉料孔隙度、粒径变化对块状带压差的影响幅度越来越小。将该模型应用于处理高炉上部悬料问题时,根据实际炉况计算出在不同顶压下块状带压差随鼓风量的变化曲线,预测操作过程中块状带压差的变化趋势,为定量化处理高炉上部悬料问题提供了参考数据。     

未燃煤粉对炉内焦炭反应性能影响的试验研究

该试验根据宝钢现场生产条件,在不同气氛、不同温度时利用焦炭充填床热模型研究未燃煤粉在炉内的行为.研究结果表明:模拟现场高炉喷煤比为225 kg/t时所产生的未燃煤粉,在1 100℃参与气化反应,添加来燃煤粉后焦炭强度微转鼓指标由未添加时的55.9%提高到63.2%;在高炉可以接受部分未燃煤粉的前提下,炉内未燃煤粉的存在对焦炭机械强度有明显的保护作用.     

澳大利亚块矿在高炉内的应用研究

通过研究澳大利亚块矿的冶金性能,并且与目前使用的另外四种块矿进行比较,得出在当前原料条件下该块矿的使用方法,为实际生产提供了技术依据。     

Coke Reactivity under Blast Furnace Conditions and in the CSR/CRI Test

The present work aims to study the high‐temperature strength of coke. Mechanisms of disintegration were evaluated using basket samples charged into LKAB's experimental blast furnace prior to quenching and dissection. Coke charged into basket samples was analysed with CSR/CRI tests and compared with treated coke from the blast furnace. Results from tumbling tests, chemical analyses of coarse and fine material, as well as light optical microscopy studies of original and treated coke have been combined and evaluated. The results indicate a correlation between the ash composition and the CSR values. Differences in the texture of the coke were noted with light optical microscopy, and a significant change in the coke texture during the CSR/CRI test conditions was found. The results suggest that the main reaction between coke and CO₂ took place in isotropic areas, which was especially pronounced in coke with a low CSR. Signs of degradation were apparent throughout the coke pieces that have undergone CSR/CRI testing, but were less observable in coke reacted in the blast furnace. The results indicate that reaction with CO₂ is generally limited by the chemical reaction rate in the CSR/CRI test, while in the blast furnace the reaction is limited by the diffusion rate. Coke degradation is therefore mostly restricted to the coke surface in the blast furnace.     

高炉提高天然块矿使用比例的研究

 本文通过试验研究探讨了提高天然块矿在高炉中使用比例的可行性。实验室研究结果表明：天然块矿与烧结矿在高炉高温区发生的交互反应能够明显改善天然块矿自身软熔性能差的缺点,且利用这一反应性可以优化块矿的搭配模式和调整块矿间的使用比例;在适宜的块矿搭配模式和块矿间使用比例下,天然块矿使用比例提高到23％甚至27％时,综合炉料仍有较好的软化熔滴性能,能够满足高炉冶炼的要求。     

铜鼓风炉节约焦炭的实践

焦碳消耗是铜鼓风炉炼铜中的主要技术指标，本文应用生产中的大量效据。通过正交试验，指出了铜鼓风炉节约焦碳的主要途径，找出了铜鼓风炉节约焦碳的最佳工艺条件。     

高炉软熔带形态研究

对高炉软熔带形态进行了三维动态热模拟实验研究。结果表明，采用发展中心和中心加焦的装料制度，有利于形成位置较高的倒Ｖ型软熔带，可提高料柱透气性、降低炉内总压降，是增大喷煤量、疏导炉内煤气流、促进高炉顺行的有效手段。