高炉低碳炼铁分析

从分析目前高炉炼铁碳消耗的本质出发,针对给定的原燃料条件,利用模型计算分析了当前主要低碳炼铁途径的节碳潜力。结果表明:对于普通高炉而言,间接还原达到平衡时的煤气利用率为56.99%,降低燃料比28.37kg/t。氧气高炉炉顶煤气完全循环利用条件下,最低燃料比为385.6kg/t。喷吹焦炉煤气可以降低燃料比,每增加10m3喷吹量,可降低焦比5.0kg/t左右;此外喷吹量存在极值,随着富氧率提高,获得最低燃料比的喷吹量增大,且最低燃料比降低。最佳喷吹条件为富氧率6%～8%,喷吹量160～180m3/t,可节约焦比53～54kg/t。使用高反应性焦炭可以降低热储备区温度,使间接还原平衡时CO浓度降低,平衡CO浓度从70%～60%,每降低2.5%,理论上可降低燃料消耗10.3～12.2kg/t,且降低幅度逐渐减小。     

熔融还原炼铁工艺的煤气富氢改质预还原

考虑到二步法熔融还原炼铁过程中终还原煤气降温和提高预还原效率的需要,以Corex为例分析了终还原炉煤气富氢改质后用于预还原的优势,讨论了其不利因素和对策.结果表明,对终还原炉煤气进行富氢改质后用于预还原是可行的.     

高炉富氢冶炼发展现状与展望

高炉冶炼是目前国际上主流炼铁工艺,也是钢铁材料生产过程中能耗和碳排放最高的工序,高炉富氢冶炼是高炉炼铁降碳减排的关键技术。研究了国内外高炉富氢冶炼示范项目的技术路线、进展以及下一步规划,基于富氢燃料理化特性、富氢还原热力学和动力学条件,分析了高炉富氢冶炼的优势,阐述了高炉富氢冶炼发展中面临的技术、环境、经济等方面的挑战,展望了未来高炉富氢冶炼的发展方向,有利于推动高炉富氢技术的深入发展和高效应用。     

低碳绿色高炉炼铁技术发展方向

低碳环保是当今时代发展的主题,更加注重自然环境保护,走可持续发展道路.高炉炼铁可以生产出经济发展所需材料,但随着社会环境的变化,高炉炼铁技术要转变理念,向着低碳绿色方向发展.文章对低碳绿色高炉炼铁技术功能进行介绍,再分析流程集成与结构优化,最后论述关键共性技术,加快高炉炼铁的转型升级.     

国内高炉炼铁若干引进技术的探讨

对炼铁系统引进技术进行了调研，着重分析了软循环冷却技术，无料钟炉顶布料技术和高炉煤气干式尘技术在运行中存在的问题，并针对这些问题提出了几点看法。     

鼓风参数对炉顶煤气循环高炉的影响分析

针对炉顶煤气循环高炉(TGRBF)的工艺特点,建立了此工艺的数学模型,根据模型的计算流程和给定的条件数据,计算出了一种给定条件下TGRBF的基本工艺参数,焦比180kg/t,煤比200kg/t,直接还原度为0.15;通过调整设定的鼓风温度和鼓风中的氧气含量,得出这2个参数变化对焦比、循环煤气量、鼓风量、炉顶煤气中CO含量、风口焦炭燃烧比例、循环煤气的富余量等参数的影响。     

低碳炼铁技术研究现状及展望

简述了国内外高炉低碳冶炼的最新进展,结合我国国情以及发达国家钢铁工业发展经验,提出我国钢铁工业的发展方向之一应为焦炉煤气深度净化与重整-竖炉氢基还原-直接还原铁电炉冶炼的新工艺.相较传统铁前-转炉长流程工艺,焦炉煤气深度净化与重整-竖炉氢基还原-直接还原铁电炉冶炼流程可实现CO2减排56.7％.     

顶煤气循环氧气高炉低碳炼铁技术综合评价

顶煤气循环氧气高炉工艺是一种新型高炉炼铁工艺,具有大幅降低燃料比、减少CO₂排放和提高铁水生产效率等优点。对于氧气高炉的内部生产状态、整体生产指标、能量利用以及经济效益等进行了深入的系统性研究。通过顶煤气循环氧气高炉多流体模型,对风口喷吹循环煤气与风口炉身同时喷吹循环煤气2种路线下不同操作参数对氧气高炉的冶炼状态、生产指标、氧气高炉的能量利用效率以及经济效益的影响进行了研究对比。结果表明,随着理论燃烧温度的增加,氧气高炉焦比上升,产量进一步增大,高炉的热力学完善度和■效率降低,氧气高炉的综合效益增加。在只有风口喷吹循环煤气的条件下,与理论燃烧温度2 000℃的案例相比,理论燃烧温度为2 184℃时,焦比上升至243.9 kg/t,产量增加至5 538.3 t/d,热力学完善度由90.69%降低至88.30%,经济效益由13 540万元/a上升至16 252万元/a。与风口喷吹循环煤气的路线相比,风口和炉身同时喷吹循环煤气的顶煤气循环氧气高炉具有更大的产量、节焦量、热力学完善度、■效率以及更高的综合经济效益。在理论燃烧温度为2 184℃,炉腹煤气流量为3 881 m...     

低碳高炉炼铁新技术及在安钢应用的可行性

为贯彻国家节能减排精神,实现“低碳炼铁、节能减排、实现清洁生产”的目标,在不断完善传统节能减排方法(如大喷煤和高风温等)的基础上,还需要进一步开发应用各种新技术和新措施。本文简要介绍了钢铁生产过程CO2的排放情况,重点阐述了高炉系统的CO2的产生及排放现状。同时介绍了为降低CO2排放,高炉炼铁新的研究应用热点,包括高炉...     

国外高炉炉顶煤气循环利用新技术

高炉炉顶煤气循环利用的主要工艺的核心环节是将高炉炉顶煤气合适处理后把其中的还原成分（CO和H2）喷入风口或炉身适当位置，从而重新回到炉内参与铁氧化物的还原，以加强碳和氢元素的利用。该工艺被认为可改善高炉性能、降低能耗以及减少二氧化碳的产生，从生产实际出发，许多国家提出了诸如HRG（俄罗斯）、JFE（日本）、OHNO（日本）、     

Mathematical simulation and experimental study on coke oven gas injection aimed to low carbon blast furnace ironmaking

Coke oven gas (COG) tuyere injection is recognised as one of effective measures to achieve low carbon blast furnace ironmaking. In this paper, simulation of blast furnace operation with COG injection was investigated by means of multi-fluid blast furnace model, and the softening-melting and dripping behaviours of mixed burden were studied on basis of simulation results. The model simulation shows that, with COG injection rate increasing, the concentration of inner-furnace hydrogen is enhanced obviously. Cohesive zone moves downwards and becomes thinner. The column permeability gets better. Hot metal productivity increases and CO₂ emission reduces. Compared with conventional operation without COG injection, when COG injection rate is 152.34?Nm³/tHM, column pressure drop is decreased by 31.5% and hot metal productivity is increased by 26.36% and CO₂ emission is decreased by 17.54%. Therefore, the simulation and experimental results reveal that it is achievable to improve blast furnace operation performance, such as hydrogen-enriched reduction, better column permeability, high efficiency, low carbon emission and so on.     

碳铁复合低碳炼铁炉料制备与应用研究

在未来相当长一段时期内，高炉-转炉流程仍是钢铁生产的主导流程。高炉炼铁是钢铁工业节能减排的关键环节。碳铁复合炉料新技术是当前最可能实现的低碳高炉炼铁技术。阐明了高炉使用碳铁复合炉料低碳冶炼的原理，系统研究了碳铁复合炉料的制备、冶金性能优化、对含铁炉料还原过程的影响以及对高炉综合炉料熔滴性能的影响及其机理，形成了完整的竖炉法碳铁复合炉料制备和应用技术。结果表明，碳铁复合炉料制备工艺优化条件为15%铁矿B、55%烟煤A、10%烟煤B、20%无烟煤C，压块温度为300℃，1000℃炭化4h，此条件下碳铁复合炉料抗压强度达4970N，反应性为61. 08%，反应后强度达51. 23%；混装10%碳铁复合炉料，1100℃还原时球团还原率提高7. 69%；随着碳铁复合炉料添加量的增加，综合炉料软化区间从206. 3℃增加到218. 9℃，熔化区间从171. 1℃降低到124. 8℃，滴落率先升高后降低，透气性改善，综合炉料中碳铁复合炉料添加量不宜超过焦炭的30%。     

再论落实高炉低碳炼铁生产方针

讨论了高炉的"以风为纲"和"高效、优质、低耗、长寿、环保"两种炼铁生产方针在高炉炼铁时碳排放的不同效果.用评价高炉生产效率的新方法对比了两种炼铁生产方针下的高炉操作指标,说明采用"高效、优质、低耗、长寿、环保"炼铁操作方式更符合低碳炼铁方针,并用物质平衡、热平衡进行验证;同时还指出实现低碳炼铁必须进一步提高炼铁技术水平...     

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,...     

高炉-转炉钢铁制造流程低碳技术发展与认识

在全球“碳达峰”“碳中和”发展形势下，研究高炉-转炉流程低碳技术发展战略、目标和路径，大幅度降低CO₂排放对钢铁工业实现可持续发展具有重要意义。面向未来，钢铁仍是重要的基础材料、结构材料和功能材料，钢铁工业仍是经济社会发展的重要基础产业。研究分析了日本钢铁工业发展现状及其特征，介绍了高炉-转炉流程减碳关键技术研究及其进展。针对日本钢铁工业减碳技术开发研究，论述了高炉矿焦混装技术、高比率球团矿冶炼技术对于常规高炉降低燃料比的机理和应用效果。讨论了含碳团矿和预还原烧结矿的制备工艺流程，分析了新型炉料制备的关键技术难点，论述了新型炉料在高炉冶炼过程的减碳机理。介绍了SCOPE 21新型炼焦工艺的构成、技术特点和应用效果；针对铁焦制备的工艺过程、冶金机理和使用效果进行了评述。重点论述了新一代高炉炼铁工艺COURSE 50的工艺组成、技术路线和流程特征，阐述了核心技术难点和关键技术构成以及工程应用前景。分析了构建智能化高炉信息物理系统对高炉减碳的支撑作用，指出了高炉智能化与低碳化协同发展的重要性。结合日本高炉-转炉流程减碳技术发展现状及未来方向，提出了制定可行的减碳技术战略...     

不同炉料结构高炉实现低碳排放的解析

 为了进一步实现高炉低碳排放目标,对以烧结矿或球团矿为主导的炉料结构进行比较分析。首先列举了国内外不同炉料结构高炉的操作参数和生产指标,并利用炉料冶金性能试验、物料平衡和热平衡计算、Rist操作线等分析方法对典型的以烧结矿为主的宝钢炉料结构和低燃料消耗进行深入解析,同时对以球团矿占主导的瑞典SSAB炉料结构的低燃料消耗指标进行比较。从高炉实际数据分析可以得出,低燃料消耗和炉料结构的关系是十分密切的,高入炉矿品位、低渣量、高的煤气利用率是实现低燃耗的关键。在宝钢的实际操作中,通过优化炉料结构、降低燃耗可以减少8%~10%的碳排放,而瑞典高炉燃耗更低,可实现更低的碳排放。研究结果可对国内外高炉低碳排放的生产操作提供借鉴。     

论中小型高炉低硅铁冶炼

对中小型高炉降低生铁含硅量的途径和操作方法进行了讨论,认为减少入炉SiO2量,稳定原燃料成分,缩短还原时间,控制还原温度,保持炉缸活跃,控制合理的炉渣成分,提高炉顶压力和执行标准化操作,是降低生铁含硅量的有效途径。     

河钢集团高炉炼铁技术进步

高炉炼铁技术进步支撑河钢集团全工序流程的发展。本着“以高炉为中心,保证高炉长期稳定顺行”的基本思路,河钢集团致力于提高高炉利用系数、煤比,降低高炉燃料比。通过优化布料制度提高煤气利用;通过合理调整炉料结构应对环保限产;通过积极探索送风参数适应原燃料条件变化;同时,还探索高炉长寿控制技术,研发环保新工艺技术,提高智能控制水平,在钒钛矿冶炼、高比例球团冶炼、熔剂性球团、碱性球团生产等方面也取得了重要突破。在一系列措施下,河钢集团各类型高炉经济技术指标不断提升,成效显著。     

氧气高炉喷吹焦炉煤气数学模型

 为降低氧气高炉炼铁流程中循环煤气脱除CO2及煤气预热成本,提出了氧气高炉喷吹焦炉煤气炼铁流程,并建立了新流程能质平衡数学模型,应用该模型分别对传统高炉、传统高炉喷吹焦炉煤气、氧气高炉（鼓风氧体积分数为30%、40%、50%、100%）喷吹焦炉煤气炼铁流程主要技术参数进行计算并对比。结果表明,传统高炉喷吹少量焦炉煤气（30 m3/t）可降低燃料比13 kg/t,焦炉煤气置换焦炭的置换比为0.433 kg/m3,但是对其他参数影响不大。氧气高炉喷吹焦炉煤气流程随着富氧率提高,炉内还原势提高,CO和氢利用率下降,炉内存在还原剂表观过剩,非全氧鼓风条件下炉内没有发生氮气富集。新流程外供煤气总热值为3 000 MJ/t左右,与传统高炉相比变化不大,对现有钢铁联合企业煤气供需平衡影响较小。全氧高炉喷吹焦炉煤气炼铁流程相较于目前的高炉炼铁流程可节焦43%,增煤33%,总燃料比降低20%。     

现代炼铁工艺及低碳发展方向分析

分析了现代高炉炼铁和非高炉炼铁(直接还原、熔融还原)工艺特点和发展现状,从多个方面比较现有生产条件下各工艺的优缺点。从能源结构、生产规模及工艺成熟度阐述高炉炼铁在当前仍是国内主流工艺,并结合当前国内外低碳发展趋势和政策要求,提出高炉工艺降低碳耗的措施,明确了以“短流程”替代“长流程”和以新能源替代碳素冶金的发展方向,以最终实现“零碳炼铁”。结合现有的国际上的能源结构调整方向,指出了氢冶金的发展方向。