中国炼铁系统的节能与环境保护

回顾了20世纪90年代以来,中国炼铁系统的节能和环境保护的进展.指出由于高炉喷煤技术的开发和推广,大大减少了焦炉的建设投资,真正从源头减少了铁前系统的能耗和污染.基于对炼铁系统二次能源的分析,从节能和减排温室气体来看,淘汰落后的小烧结、小高炉, 大力推广高炉TRT、高效干式除尘和利用高炉煤气发电及烧结余热回收利用等,将是今后工作的重点.     

温室气体和钢铁工业减排措施

由温室气体引起的全球气候变化已成为国际社会关注的焦点。2005年2月16日正式生效的《京都议定书》虽暂时对中国无直接的压力，但中国的温室气体排放总量仅次于美国，居世界第2位，居发展中国家的首位，这使中国在相关国际谈判中面临很大压力。2001年中国人均二氧化碳排放量为2.43 t，低于世界人均水平（3.88 t），但温室气体排放呈急剧增长趋势。中国钢铁行业的二氧化碳排放量约占发展中国家钢铁工业总排放量的30%，在国内工业二氧化碳排放量在工业二氧化碳排放中仅次于电力、建材（水泥），居第3位。介绍了相关的国际动态和对我国钢铁行业温室气体排放现状分析和减排措施的研究工作。     

高炉渣处理和热能回收的现状及发展方向

评述了因巴法（INBA）、图拉法（TYNA）、底滤法（OCP）、拉萨法（RASA）等国内外高炉渣处理的方法及回收高炉渣热量的物理法和化学法。认为目前的高炉渣处理存在新水消耗大、炉渣物理热无法回收和二氧化硫、硫化氢等污染物排放的问题,且在已研究的回收炉渣热量的方法中,未考虑处理后炉渣的应用或存在设备损耗大、热量回收率低等问题。拟开发的高炉渣干法粒化技术有望同时解决其渣粒化及热量回收的问题,是高炉渣处理利用的发展趋势。     

高炉渣急冷干式粒化处理工艺分析

 介绍了3类已经进行过工业试验的急冷干式粒化方法——滚筒法、风淬法和离心粒化(转杯)法，分析了它们的优缺点。对高炉渣急冷干式粒化的节水、节能和环保效益进行了估算，同时指出了急冷干式粒化技术的难点。     

铁矾渣直接还原-浮选回收银工艺研究

采用直接还原-浮选新工艺流程回收铁矾渣中的银。结果表明,银矿物被包裹在铅铁矾矿物中难以充分解离,直接浮选效果不理想;通过直接还原反应可以破坏铅铁矾矿物的化学结构从而使包裹银暴露易于硫化,同时降低锌含量,避免Zn²⁺对浮选的不利影响。直接还原-洗矿-浮选闭路流程得到银品位2 125 g/t、回收率80.35%的银精矿,浮选效果良好。     

转底炉用蓄热式烧嘴的模拟

运用Fluent软件对转底炉加热设备(蓄热式烧嘴)进行模拟,确定仿真计算所需的最佳网格精度,并分析空气-燃料比(以下简称空燃比)对燃烧温度和燃烧生成组分摩尔分数的影响.结果表明:当网格精度Interval=1.5,燃烧温度为2 220 K(1 947℃)时,较为接近丙烷理论燃烧温度,此时网格数为23 724个,完全达到仿真要求;当空燃比处于18~38时,丙烷能充分燃烧,燃烧温度可稳定保持在2 110 K(1 837℃)以上;当空燃比低于18或者高于38时,燃烧温度降至2 080 K(1 807℃)左右;当空燃比发生变化时,烧嘴内各组分的摩尔分数会发生变化,O2的摩尔分数所占量小,N2的摩尔分数较高,CO2的摩尔分数最高约0.1,并且当空燃比为15时,CO产生的总量相对高.     

高炉煤气精脱硫技术的半工业试验

 高炉煤气中有机硫(主要是COS)含量高,无机硫含量低,硫的脱除难度大。针对以上特点,在山东某金属公司进行了干法精脱硫工艺的半工业试验。具体的工艺方案为,脱硫设备布置在高炉TRT设备之后,高炉煤气通过旁通管从高炉煤气管网上接入脱硫试验装置。水解和脱硫反应器均为填充床形式,采用“一级水解+脱硫”串联“二级水解+脱硫”的两级串联设计方案。在相应的水解和脱硫反应器中分别填充一种改进型的Al₂O₃基低温水解催化剂和氧化铁基脱硫剂。水解催化剂促使煤气中的有机硫(COS)与水蒸气反应生成H₂S,再由脱硫剂与H₂S反应生成Fe₂S₃,从而实现煤气中硫的脱除。在半工业试验中,进入脱硫设备的煤气流量为400 m3/h,煤气温度为80~100 ℃,COS的体积分数约为70%,H₂S的体积分数约为25%,煤气中硫浓度为145 mg/m3。经过300 h的连续试验,结果表明,该脱硫工艺全过程废水零排放;高炉煤气中有机硫(COS)转化为无机硫(H₂S)的转化率约为99%;煤气中硫分的脱除率大于96%;能够保证煤气燃烧后烟气中SO₂浓度小于10 mg/m3。     

循环钢渣与铜渣搭配利用的碳热还原

 通过理论分析,提出了铜渣与钢渣搭配利用的新工艺,并通过试验考察了含碳球团的还原和熔分情况,探讨了该工艺的可行性。铜渣和钢渣互为熔剂,促进了相互的还原过程,碱度为2.0时最有利于磷的还原,1 400 ℃还原30 min时磷的气化脱除率约为75%;碱度为1.0时最有利于铁氧化物的还原,1 200 ℃还原20 min时试样的金属化率达到92%。铜渣与钢渣的质量之比高于1.32时可以实现渣、铁分离,碱度为1.0时粒铁的收得率超过90%,磷在粒铁中的分布率接近45%。     

HRB400E含镍铬钢筋的试制

 根据某企业以红土镍矿为高炉配矿,因此铁水、钢水中含镍铬元素的特点,提出充分利用镍、铬元素的强化作用开发HRB400E级高强抗震钢筋的研究思路。通过实验室试验,研究了在20MnSi的基体上镍、铬元素的作用规律,优化了钢筋中的镍、铬质量分数。开发的HRB400E级含镍、铬钢筋,镍、铬元素质量分数均为0.2%,力学性能完全满足国家标准的要求,并且无需添加铌（钒）等其他微合金元素。     

高炉瓦斯灰制含碳球团直接还原试验研究

通过试验对高炉瓦斯灰和氧化铁皮制得含碳球团的直接还原进行了研究,考察了不同还原气氛、球团中不同C/O、还原时间、还原温度对还原结果的影响。结果表明:高温下含碳球团在空气中直接还原就能获得很高的金属化率。当球团中C/O在1.2以上时,球团的金属化率在还原过程中一直增加,在1 350℃下还原30 min,球团的金属化率达到96.94%。球团金属化率的变化趋势表明球团在反应开始是由化学反应控速环节控制,而后逐渐向扩散控速环节过渡。在1 400℃下空气中还原30 min,球团中还原出的铁与渣完全分离。