矿焦混装对钒钛矿综合炉料软熔滴落的影响

 为提高高炉冶炼钒钛磁铁矿水平,系统研究了矿焦混装对高炉综合炉料软熔滴落性能和V、Cr在渣铁中迁移规律的影响,并进行了理论分析。试验过程中烧结矿和球团矿所占比例不变。研究表明,矿焦混装对高炉综合炉料的软化区间、熔化区间、滴落率和透气性等软熔滴落性能参数有显著影响。随着混装率提高,软化区间[t40－t4]稍微变宽;熔化区间[tD－tS]逐渐变窄,软熔带变薄且位置下移;熔滴性能总特征值明显减小,综合炉料透气性能显著改善;渣铁滴落率先增加后减少;V、Cr在初铁中的收得率先升高后降低。因此,一定程度的矿焦混装有利于改善钒钛磁铁矿高炉冶炼综合炉料的软熔滴落性能,其混装率以25%为宜。     

萤石和氧化镁对含钒钛高炉炉料熔滴性能的影响

利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况,探讨CaF2和MgO加入炉料后,对钒钛高炉炉料透气性、软熔带厚度、压差陡升温度、软熔区间、熔融区间等炉料高温物理性能的影响;为改善软熔带透气性,找出高炉合适软熔带位置,从而达到解决利用钒钛磁铁矿带来的不利影响的目的,为提高高炉强化冶炼目的提供重要依据。结果表明:炉料中添加萤石后对软化开始温度基本无明显影响,但使软化温度区间变窄,初渣带位置形成过早,软熔带厚度、最大压差、总特性值都升高。MgO的加入使软化开始温度升高,软化温度区间变窄,说明MgO的加入使软熔带位置下移,软熔带变薄。     

高炉炉料配加热压含碳球团软熔滴落性能的试验研究

 以常用的炼铁原料为基础,系统研究了配加不同比例的热压含碳球团对高炉炉料的软熔滴落性能的影响,并进行了理论分析。研究表明,配加热压含碳球团对高炉综合炉料的软化区间、熔化区间、滴落率和透气性等软熔滴落性能参数有显著的影响。随着热压含碳球团配比的增加,软化区间t40-t4逐渐变宽;熔化区间tD-tS逐渐变窄,熔化开始温度tS逐渐升高,滴落温度tD逐渐降低;滴落率先增加后降低,当配比为40%时,滴落率最高,为6710%;最高压差先下降后升高,但在配加热压含碳球团条件下,炉料的最高压差都有所降低。从综合炉料的软熔滴落性能综合考虑,高炉炉料配加热压含碳球团的适宜配比应为40%~50%。     

预还原含铁炉料在高炉内的软熔滴落行为

 试验考察不同金属化率、不同碳含量下预还原含铁炉料软熔滴落特性。结果表明：与未还原含铁炉料相比,预还原含铁炉料的软化温度区间或软熔温度区间虽然较大,但温度区间内的料柱压差较小;熔滴温度区间内,熔化开始温度随着金属化率的增加而升高,滴落温度随铁水碳含量的增加而降低,料柱的最大压差随着金属化率的增加而减小;软熔滴落性能特征值（SD）随着金属化率和碳含量的增加而减小。由此推测,高炉使用具有一定碳含量的预还原含铁炉料将有利于增大软化层空隙、降低熔融层厚度,从而改善软熔带的透气性。     

氯元素在高炉软熔滴落带分配规律

为了解氯元素在软熔滴落带的分配规律,对高炉内氯元素的反应行为进行热力学分析,同时研究了氯元素入炉量和炉料碱度对氯元素在高炉软熔滴落带渣、铁及焦炭中分配规律的影响。结果表明:随着入炉氯元素含量的增加,软熔滴落带铁和渣中的氯元素含量均不断增加,且渣中氯元素含量的增加幅度大于铁中氯元素含量的增加幅度。随着入炉氯元素含量的增加,软熔带总特征值(S值)逐渐减小,透气性逐渐增强,焦炭中的氯元素含量逐渐降低。随着入炉炉料碱度的增加,软熔滴落带铁中的氯元素含量无明显变化,渣中的氯元素含量增加,焦炭中的氯元素含量的大小主要受软熔带透气性的影响。     

氧气高炉含铁炉料软熔特性研究

摘要：以烧结矿、球团矿及其混矿为研究对象,利用荷重软化滴落设备,分别探索了氧气高炉和传统高炉条件下烧结矿、球团矿、混合矿软熔特性。研究发现,与传统高炉气氛相比,在氧气高炉气氛下烧结矿、球团矿、混矿软化开始温度降低,软化结束温度升高,烧结矿滴落温度降低,球团矿与混矿滴落温度升高,并且熔滴区间减小甚至消失。通过对软熔过程相关数据分析,发现在氧气高炉气氛下混矿有一定的交互作用,提高了炉料透气性。     

球团矿中MgO含量对炉料熔滴性能的影响

球团矿带入适宜的MgO可以提高炉渣的冶金性能,有利于高炉冶炼。为了探究球团矿MgO含量对高炉炉料性能的影响,在全球团冶炼的条件下,以高炉终渣成分为依据进行配料,利用高温熔滴炉检测球团矿不同w(MgO)时高炉初渣性质、炉料软熔滴落性能的变化情况。试验结果表明,随球团矿w(MgO)升高,初渣中未矿化的MgO明显增多,软化结束温度升高,软化温度区间变宽,炉料软化性能变差。当球团矿w(MgO)大于1.01%后初渣熔点升高,导致熔化特征温度升高,熔化带位置向高温区移动,熔化温度区间变窄,熔化带透气性提高;炉料的软熔带温度区间由229 ℃升高至269 ℃,软熔带增厚,炉料整体透气性变差。由于初渣中w((MgO))随之增加,初渣黏度升高,炉料最大压差和熔滴性能特征值增大。因此,在试验范围内,随球团矿w(MgO)升高,高炉炉料的软熔滴落性能恶化,渣铁分离变差,不利于高炉顺行。     

基于大型铁矿石熔滴检测设备的综合炉料性能

铁矿石的高温软熔滴落性能影响高炉内软熔带的形状及位置,进而影响高炉操作的稳定顺行。国内外传统的铁矿石熔滴检测设备存在坩埚尺寸小,试样量少等问题,导致无法客观地模拟高炉实际生产中复杂的炉料结构,同时试验结果波动较大,重现性差。使用大型铁矿石熔滴检测设备,测定了不同炉料结构下含铁炉料的高温软熔滴落特性,同时对比了传统小型熔滴检测设备,结果表明,随着块矿使用比例的增加,大型铁矿石熔滴检测设备测定的炉料的滴落温度td值随之减低,熔滴特征值S值呈相反规律;试验过程中料层出现的压差ΔP值达到峰值后呈现一定幅度的动态变化,初渣试样主要成分为黄长石类矿物及硅酸二钙(C2S)等,且料层的收缩率ΔH值明显增大,符合炉内铁矿石还原过程的生产实际。     

宣钢改善焦炭反应性的研究与实践

焦炭质量是高炉生产操作取得良好指标的关键,使用高反应性焦炭能增强炉内的还原气氛,促进含铁炉料的还原,而料层透气性不会有显著变化。此外,焦炭反应性的提高有利于提高含铁炉料进入软熔带和滴落带时的金属化率,减少进入软熔带和滴落带炉料中FeO的含量,有利于改善高炉内含铁炉料的软熔滴落性能。     

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。     

铁矿粉配比对铁焦性能影响的试验研究

 高反应性铁焦是一种能够改善高炉内铁矿石还原反应效率,大幅削减CO2发生量,提高弱黏结煤和低品位矿石使用率的新型高炉原料。系统地研究了铁矿粉种类及配比对铁焦灰分、硫分、相对密度、气孔率、机械强度、热性质、铁矿粉的还原程度等性能的影响。试验结果表明,随着铁矿粉配比的增加,铁焦的硫分有所增加,灰分线性增加,真、假相对密度均提高,总、显气孔率均降低,抗碎强度和耐磨强度均降低,反应性提高、反应后强度降低,金属铁含量增加,加矿和鄂矿的还原程度提高、澳矿有所降低。当铁矿粉配比为15%时,加矿或鄂矿铁焦中金属铁（MFe）的质量分数为6%~9%,铁矿粉中的氧化铁有55%~70%还原成铁。     

鼓风条件及块矿比例对炉料软熔性能的影响

为了研究不同鼓风条件下块矿比例对高炉含铁炉料软熔性能的影响,计算模拟了3种鼓风条件下的温度和气体含量并使用高温熔滴炉研究了块矿比例对含铁炉料软熔性能的影响,进而进行综合炉料结构优化的分析。结果表明,富氧、加湿鼓风条件下,氢气含量增加,能有效降低炉内最大压差,窄化熔融区间,改善炉内透气性;富氧、加湿鼓风条件下,块矿比例的增加虽然会导致炉内最大压差和软熔区间的增大,但是最大压差的绝对值仍远小于基准条件下的最大压差值,软熔带宽度也小于基准条件下的宽度。可以得知,在富氧和加湿鼓风条件下适当增加块矿比例,综合炉料软熔性能仍然优于基准条件,且能降低高炉生产成本,对于炉料结构是一种有效的优化措施。     

Softening and Melting Behavior of Mixed Burden for Oxygen Blast Furnace

 The behaviors of mixed burden in the cohesive zone of oxygen blast furnace were studied by softening and melting tests, and the influence of reducing gas and burden basicity on the softening and melting behaviors of mixed burden was also investigated. The results indicated that the softening range became wide, however, the melting range narrowed sharply in the atmosphere of oxygen blast furnace. The permeability of burden in the oxygen blast furnace was obviously improved comparing with the conventional blast furnace. In addition, the content of sulphur in the dripping iron of oxygen blast furnace was much lower than that of conventional blast furnace, however, the content of carbon increased. An optimum basicity of burden, which could lead to the appearance of the narrower melting range and better permeability of burden, was obtained in the atmosphere of oxygen blast furnace.     

Effect of mixing charge of highly reactive semicoke nut on the reaction of high Al2O3 ferrous burden in blast furnace

In order to improve the performance of blast furnace ironmaking when using the high Al₂O₃ iron ore, the technology of mixing charge of high reactive semicoke nut with ferrous burden was proposed and systematically investigated at laboratory scale in the present paper. The CO₂ gasification activation energy of semicoke ranged from 136.5 to 150.3?kJ?mol^?1, which was lower than that of the traditional coke. At the temperature of 1200°C, the reduction degree of ferrous burden increased a little with the addition of semicoke nut and the consumption ratio of semicoke was 14.0?wt-% under the simulated blast furnace ironmaking condition. The mixing charge of semicoke could obviously reduce the softening beginning temperature, increase the melting temperature and improve the permeability compared with the standard and traditional coke mixing charge samples. During the total softening and melting process, about 90?wt-% of the semicoke nut and 45?wt-% of the traditional coke nut were consumed, respectively. The experiment results indicated that the mixing charge of high reactive semicoke nut could obviously improve the performance of blast furnace ironmaking when using high Al₂O₃ ferrous burden and the semicoke was more effective than traditional coke.     

高炉使用含碳复合炉料的原理

 高炉炼铁正朝着高产、低污染、低能耗的方向发展,为了实现这一目标,包括高炉使用含碳复合炉料等一些革新的炼铁技术已经被提出或实际应用。铁焦、热压含碳球团是将铁矿粉和煤粉按一定比例混合后制成的新型含碳复合炉料。研究结果指出,含碳复合炉料相比于传统的高炉炉料（烧结矿和球团矿）具有高温强度高、还原性能好以及原料适应性强等优势。阐明了高炉使用含碳复合炉料的基本原理,介绍了铁焦制备的工艺流程及应用情况,重点进行了热压含碳球团制备工艺流程、冷态冶金性能、高温冶金性能、高炉使用热压含碳球团等试验研究,最后利用多流体高炉数学模型对高炉使用热压含碳球团操作进行了模拟研究。研究表明,高炉使用一定量的含碳复合炉料可以降低热空区温度,增加产量,降低焦比,高炉热利用效率明显提高,操作性能得到有效改善。     

Experimental study on the effect of using nut coke on the permeability of packed beds in blast furnaces

The charging pattern may affect blast furnace permeability,coke ratio,and the freedom to select low-grade raw materials. Ore-coke mixed charging is a potential technique for optimizing the charging pattern. In recent years,charging small-sized coke( nut coke) into the burden layer has been applied to save raw materials and decrease cost.Although mixed charging,especially adding nut coke into the burden layer,may have many advantages,the mechanisms and side effects of nut coke use are not well understood,and the mixing ratio is still limited in industrial blast furnace operation. In this study,the status of mixed charging,especially nut coke used in blast furnaces,was investigated. A cold flow model was established to study the permeability of the packed bed in the blast furnace "dry zone"under different conditions with the aim of better understanding the mechanisms of mixing coke and nut coke into the burden layer. The effect of coke size,mixing coke ratio,layer numbers,and gas flow rate on the pressure drop of the packed bed was investigated. The experimental results show that mixing the nut coke in the ore layers decreases the pressure drop to different extents depending on mixing ratio.     

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。     

高炉内渣铁焦界面润湿行为研究现状及展望

 高炉作为目前世界上最大的移动床式冶金反应器,保持高炉内良好的透气透液性是保证高炉稳定顺行的关键。高炉内部被软熔带分割开来,分为上部固体散料区和下部固液共存区,下部的固液共存区是决定高炉透气透液性和煤气流分布的重要区域,因此若想明晰高炉影响透气透液性的关键,必须对高炉下部固液共存区的反应进行全面研究。高炉高温区焦炭床与渣铁的相互作用行为是决定铁-焦-渣交互作用及高炉透气透液性的重要因素,调控好液态渣铁与焦炭床的润湿性变化,可以有效改善高炉内部的透气透液性,最终会影响高炉生产效率和稳定性。因此,明晰高炉内渣铁焦的界面润湿行为显得尤为重要。首先对界面润湿现象进行了概述;然后详细从铁水成分以及焦炭性质对铁-焦界面润湿行为的影响进行了总结;其次详细分析了炉渣温度、炉渣成分以及焦炭自身性质对渣-焦界面润湿行为的影响。结果表明,目前高炉内渣铁焦界面润湿行为的研究已经从实验室试验以及基础模拟方面进行了研究,研究结果可为高炉操作者理解高炉内渣铁焦界面润湿行为提供初步理论指导,但仍需在可反映高炉内实际复杂情况的润湿行为变化方面进行深入研究。     

混装铁焦对人造富矿还原行为的影响

 高炉炼铁是资源、能源的消耗大户,节能潜力巨大。铁焦是一种高反应性焦炭,将合适粒度和数量的铁焦与含铁炉料混装入炉,从理论上说具有降低焦比,取得节约稀缺炼焦煤资源和降低生产成本的潜力。对混合试样的还原机理进行了分析,并对铁焦与人造富矿的耦合反应进行了实验室研究,证明混入铁焦对烧结矿和球团矿的还原反应有明显的促进作用,提高温度和增加铁焦用量对提高铁矿石的还原度有利。     

炉顶煤气循环氧气高炉一维气固换热与反应动力学模型

结合风口回旋区燃烧和炉外煤气预热、脱除和循环的平衡关系,建立了氧气高炉一维气固换热与反应动力学模型,并采用传统高炉的运行和解剖数据对模型进行了验证分析.通过模型研究了氧气含量和上部循环煤气流量对氧气高炉炉内过程变量的影响规律.结果表明:氧气含量偏低和上部循环煤气流量不足时,会降低铁矿石还原效果,炉渣内出现大量未还原铁氧化物;氧气含量和上部循环煤气流量的提高可以有效提高炉内CO含量和铁矿石还原速度,但提高上部循环煤气流量会大幅提升炉顶煤气温度,增大热量损失.与传统高炉相比,氧气高炉内CO含量提高1.0~1.5倍,炉内气体还原性更强;铁矿石还原完成位置提高1.49 m,全炉还原反应速度更快;直接还原度降低55.2%~79.2%,炉内直接还原反应消耗的碳量更少.