工艺参数对转底炉冶炼能耗的影响

针对转底炉生产存在产品金属化率低、冶炼能耗高、烟气含尘量大、生产效率低等问题.通过建立转底炉冶炼数学模型,计算了不同工艺参数对转底炉冶炼能耗的影响规律.结果表明:转底炉产品金属化率与烟气对含碳球团的二次氧化有关,增大还原区煤气供应量,可以减少含碳球团二次氧化,提高产品金属化率;助燃风预热温度和富氧率对冶炼能耗影响显著,提高助燃风预热温度和富氧率可以降低燃烧消耗,提高冶炼效率.助燃风预热温度每提高100℃,煤气消耗可以减少75 m3;助燃风富氧率达到20％时,煤气消耗量减少50％,烟气量减少57％.     

转底炉煤基直接还原铁矾渣回收铁锌联合工艺

开发了转底炉内铁矾渣含碳球团直接还原—熔分回收铁、烟气回收次氧化锌的联合工艺,研究了工艺参数对铁矾渣中铁和锌综合回收的影响。最佳工艺条件为:碱度2.5,配碳比1.4,还原温度1 300℃,还原时间30min,金属化率达到98.47%,铁回收率为95%,在还原阶段锌的挥发率达到94%,熔分结束锌的挥发率接近100%。在最佳工艺参数下进行了Φ3.0 m转底炉中试试验,得到全铁含量44.50%,金属铁含量34.71%,金属化率78%的金属化球团,锌挥发率达到92%。     

高炉喷吹COREX脱CO2顶煤气的数值分析

 COREX脱CO₂顶煤气作为一种优质富氢气体,直接喷吹进入高炉可有效降低高炉燃料消耗。建立了高炉喷吹COREX脱CO₂顶煤气静态工艺模型,研究高炉喷气对风口理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉腹煤气成分、风口回旋区形状、直接还原度、节焦效果等因素的影响,并进一步探究了提高风温作为热补偿措施后的适宜喷气量。研究结果表明,不采取热补偿措施条件下,随着COREX脱CO₂顶煤气喷吹量的增加,理论燃烧温度逐渐降低,炉腹煤气量逐渐升高,高炉直接还原度降低。以维持理论燃烧温度和炉腹煤气量稳定为标准,风温相对基准提高30、60、90 ℃后,可接受喷吹的煤气量为45.4、85.5、123.3 m3/t。热补偿后,随着喷气量增加,鼓风量逐渐降低,富氧率逐渐升高。炉腹煤气中的CO及H₂含量随喷气量增加而增加,每增加10 m3/t的COREX煤气喷吹量,炉腹煤气中总的还原气体体积分数增加0.46 %,直接还原度降低0.006,节约焦炭1.48 kg/t。     

管式炉、导热油炉余热利用改造实践

利用实用新型专利技术对管式炉、导热油炉进行余热利用改造,对烟气余热进行回收利用,降低排烟温度,达到节能的目的。改造后,管式炉废气排放温度由364℃下降到204℃,明显减少了废气带走的热量,煤气燃烧完全,废气含氧量从原先的高于10%下降至4.8%,热效率提升8.6%。改造后的导热油炉高温尾气预热助燃空气,排放温度由280～320℃降低至139℃,导热油炉的热效率提升了5.7%,煤气单耗由827.51 m3/t下降到了730.31 m3/t。     

氧气高炉喷吹CO2对冶炼参数的影响研究

采用物料平衡、热平衡方法,模拟计算了氧气高炉喷吹CO₂后理论燃烧温度、鼓风动能、焦比、炉腹煤气量、直接还原度及炉顶煤气量的变化规律。结果表明,随着CO₂喷入量增加,氧气高炉的理论燃烧温度和直接还原度降低,鼓风动能、焦比、炉腹煤气量和炉顶煤气热值提高。CO₂喷入量为100 m³/t时,理论燃烧温度降低到2 267℃,鼓风动能提高到1 780.41 kg·m/s,能够满足高炉炼铁的正常生产需求。     

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。     

硫酸渣含碳球团高温焙烧试验研究

基于转底炉直接还原工艺,以硫酸渣为原料进行压团、焙烧,通过正交试验研究了C/O、还原温度、还原时间等参数对球团金属化率和抗压强度指标的影响,并对其影响规律进行了分析.实验得出最佳工艺参数为:还原温度1 280℃;C/O比1.2;还原时间24 min.在此参数下,含碳球团的金属化率为89.79％,抗压强度为6 703 N/P.X光衍射(XRD)分析也证明,硫酸渣经过还原后出现了大量金属铁,表明采用转底炉工艺切实可行.     

工艺参数对连续流化床内铁矿粉还原效果的影响

为了研究工艺参数对连续流化床内铁矿粉还原效果的影响规律,建立了两级连续流化床内氧化铁还原及煤气氧化耦合动力学模型.R1级流化床主要为FeO的还原,采用优质煤气作为还原剂,FeO来自R2级反应器;R2级流化床主要将Fe₂O₃还原到FeO,Fe₂O₃来自预热的R3流化床反应器,还原气来自R1还原尾气.模型主要计算结果与文献吻合.并以此为模型研究了矿粉粒度、流化床内压力等参数对流化床还原效果的影响.为了取得矿粉平均金属化率不小于85%、煤气利用率不低于38%和气矿比950~1050 m3·t-1的还原效果,流化床应满足如下工艺条件:矿粉平均粒度1.5 mm以下,流化床温度780~800℃,煤气还原势不低于93%,惰性气体体积分数小于5%,R1流化床内煤气平均压力3.5×105~4.0×105 Pa,停留时间的倒数u_g/H=1.0~1.1 s-1,R1流化床矿粉平均停留时间30 min,R2流化床矿粉平均停留时间20 min.      

转底炉处理钢厂固废工艺的工程化及其生产实践

 钢厂含锌粉尘由于在高炉炼铁工艺中无法有效回收,造成了巨大的资源浪费和环境污染。美国和日本等国家采用转底炉工艺处理钢厂固体废弃物尤其是含锌铅的含铁粉尘,目前已经证明是成功的工艺。介绍了日照钢厂采用转底炉还原工艺处理钢厂固体废弃物,处理能力2×20万t,其特点是原料系统采用冷固结含碳球团,转底炉热源采用两段式煤气发生炉生产的煤气,采用空气、煤气双预热方式回收转底炉烟气系统的余热,金属化球团产品全部作为转炉炼钢的冷却剂使用。经过数月的调试,生产已经正常。其生产实践表明,转底炉工艺可以有效回收钢厂固体废弃物的有价元素,变废为宝。生产的金属化球团形貌保持完好,抗压强度高,金属化率可达到80%左右。转底炉还原工艺在国内成功地工业化生产,将对中国转底炉工艺的发展起到重大的促进作用。     

高炉富氧喷吹还原性气体工艺分析

为降低高炉炼铁中固体碳耗、高效利用冶金高温副产煤气,提出高炉富氧喷吹还原性气体工艺流程,建立基于物料平衡与热平衡的高炉数学模型,并修正了理论燃烧温度计算公式。应用该模型分别对传统高炉、炉缸富氧喷吹还原性气体以及炉身喷吹循环煤气的炼铁流程进行技术参数分析。结果表明,炉缸富氧喷吹还原性气体以及炉身喷吹循环煤气的炼铁流程中,当氧气浓度达到50%、炉缸还原性气体喷吹量为267 m3/t时,焦比为291 kg/t,煤比为150 kg/t,直接还原度为0.195,相比传统高炉,燃料比降低109 kg/t,综合能耗降低4.8%。还原性气体温度每升高100 ℃,可多喷吹5.8 m3左右的还原性气体,降低焦比约5.5 kg/t;还原性气体喷吹量对理论燃烧温度影响较大,炉缸每喷吹1 m3/t、1 000 ℃的还原性气体,理论燃烧温度可降低约1.9 ℃。     

余热利用技术在首钢的应用

首钢在新建首秦、迁钢和京唐三地钢厂过程,通过余热直接利用、余热发电等技术应用,不断提高余热利用水平.在粗钢产量实现3154万t的同时,首钢2010年吨钢综合能耗降至618 kgce/t.在介绍副产煤气和蒸汽的回收利用现状基础上,介绍了轧钢系统采取换热器、蓄热式燃烧和热装热送等技术应用情况;重点阐述了余热发电情况如TRT...     

Utilization and recycling of low-temperature waste heat of stainless steel continuous annealing furnace

Stainless steel continuous annealing furnace is mainly used for heat treatment of hot-rolled strip steel.The combustion air will be enabled to heat to 520℃by waste heat recovery system,but the discharge temperature is still up to about 300℃.Owing to with development of global emphasis on energy conservation energy saving and discharge reduction,it’s significant to lower the discharge temperature to below 200℃, for the sake of achieving rational use of waste heat resource.Through the analysis of the existing heat recovery system by this study,it is proved that mixing low temperature with flue gas in high temperature standard will increase the capacity of the flue gas and deteriorate the quality of remaining heat resource.In stead of that,increasing the combustion air temperature to 600℃on the basis of stability temperature for the prerequisite of recuperator design,and giving priority to reducing fuel consumption are the better way.The recovery and recycle of low temperature gas are also be introduced.It is demonstrated by the way of setting a secondary recuperator at the exit of the primary recuperator,and using low temperature flue gas to heat the air used for drying the strip steel,the exhuast temperature of flue gas can be reduced to lower than 200℃.At the same time,the steam required for heating air is saved,the energy reserve as high as 2 300 t of standard coal per year.     

合理组织燃烧减少烟气排放

加热炉燃烧过程具有多变量、非线性、时变、滞后、难建数学模型等控制难点.空燃比、煤气热值和流量等因素是影响加热炉燃烧过程的重要工艺参数.煤气燃烧后产生的烟气中,含有毒、有害气体和烟尘,不仅危害大气环境质量,也威胁人体健康.从加热炉工艺出发,分析煤气热值、空燃比、余热利用等因素对煤气燃烧的影响,寻找优化燃烧的方法,减少烟气排放,保护环境.     

多约束条件下回转窑-氧煤燃烧熔分炉热工分析

 传统高炉炼铁工艺具有冶炼流程长、污染物排放大的问题,因此非高炉炼铁技术引起了国内外学者的广泛关注。通过建立热量与物料平衡耦合的数学模型,对回转窑预还原-氧煤燃烧熔分炉物料平衡和热平衡进行计算,揭示不同金属化率、煤气氧化度及鼓风氧含量条件下的热工参数变化规律,最后使用Lingo软件对工艺进行热工分析,确定回转窑内预还原金属化率等与熔分炉适宜煤粉消耗量的关系。结果表明,升高金属化率、煤气氧化度及鼓风氧含量均可以降低工艺煤耗和氧耗,但煤气量及煤气热值并不会随着操作参数的升高而达到最优,在对工况参数进行最优求解后得知,在炉料金属化率为70%、熔分炉煤气氧化度为16%且鼓风氧为100%时,回转窑-氧煤燃烧熔分炉工况条件最好。     

现代高炉高风温关键技术问题的认识与研究

提高风温可以有效降低高炉燃料消耗,促进高炉生产稳定顺行,是绿色低碳炼铁技术的重要发展方向之一。研究了热风炉热量传输过程和传热特性,通过传热学机理的研究解析,阐述热风炉加热面积与风温之间的关系,提出提高热流通量以改善热风炉传热的观点。研究了热风炉理论燃烧温度、拱顶温度和风温之间的关系,介绍了利用低热值高炉煤气和回收热风炉烟气余热,通过耦合预热和能量梯级利用的技术方法,实现高风温的技术创新及实践。提出了实现热风炉智能化操作的技术要素,论述了合理控制拱顶温度和抑制NO_x大量生成的工艺方法,以及有效预防热风炉炉壳晶间应力腐蚀的技术措施。指出实现低热值煤气的高效利用和高值转化,提高风温、降低燃料比和CO₂排放,是未来高炉炼铁的关键共性技术。     

铁合金半密闭矿热炉高效余热回收方法的分析

以铁合金矿热炉为研究对象,考虑将半密闭矿热炉改造成全密闭型,避免半密闭型矿热炉的锅炉积灰、烟温低的缺点,同时由于全密闭型在生产过程中产生的是高热值煤气,有效解决半密闭矿热炉余热回收效率低的问题。结合实际两台31500kV·A硅锰矿热炉的案例,分析了半密闭矿热炉改造的位置、部件、设备以及改造后工艺操作的调整,并对比改造前后的矿热炉余热回收系统,探讨了余热回收效果以及投资效益等,为余热资源的回收、合理利用以及深度挖掘提供参考。     

富氧条件对低热值燃气烧结点火的影响

针对低热值燃气燃烧温度低导致烧结点火质量差的问题,采用描述碳氢火焰燃烧的化学动力学详细机理GRI-Mech3.0对低热值燃气的燃烧过程进行模拟;研究了富氧条件对低热值燃气燃烧温度、烟气氧浓度和燃烧速率的影响;开展了低热值燃气富氧点火技术的工业化试验.研究结果表明,采用富氧空气作为助燃剂可以显著提高低热值燃气点火温度,改...     

基于(火用)效率目标的环冷机余热回收系统操作参数优化

摘要：针对烧结环冷机余热回收利用率不高的难题,采用分析法建立了评价某钢铁厂烧结环冷机余热回收系统运行效率的效率模型。基于多孔介质模型、局部非热平衡方程、真实气体SRK方程建立环冷机内气固两相换热模型。通过CFD仿真模拟,探究料层高度、循环风机输入烟气温度、烧结矿底部入口风速三项可控环冷机运行工艺参数对系统效率的影响规律。结果表明,料层厚度在1～1.5 m区间每增加0.1 m,效率增加0.8%～1.1%;循环风温在100～140℃之间每增加10℃,效率增加1.4%～1.5%;烧结矿底部入口风速在0.9～1.9 m/s之间每增加0.1 m/s,效率降低0.18%～0.24%。在此基础上,基于工业运行数据建立效率正交试验优化模型,提高了该余热回收系统3.42%的效率。