含碳球团还原机理研究

在１２２３－１４７３Ｋ的Ｎ２气氛下研究了石墨粉粒度、铁精矿粉粒度、温度、碳含量地含碳球团的速度的影响，结果表明，石墨粉和铁精矿粉粒度越小，还原温度和碳含量越高，含碳才还原速度越大，基于碳气化反应、气相扩散和界面反应和含碳球团的速度方程均能较好地处理本研究的数据，根据Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方程计算出的碳敢化反应和界面反应活化能分别为２２７．７和２９４．１４ｋＪ／ｍｏｌ；计算出的气相扩散为限制环节的含碳球     

氧化铁碳热还原过程间接还原规律研究

为了研究碳热还原过程的间接还原规律,在20 kg/h推舟炉加热装备上开展试验,借助在线气体分析仪和金属铁产品的化学成分检测,探讨了煤种、煤粉粒度以及铁精矿粉制备方式等因素对间接还原反应的影响,最后从理论上解析了该反应过程的间接还原来源和定量关系。研究表明:间接还原主要来源于碳热直接还原过程产生的CO与氧化铁间发生的化学反应;步进还原过程中,煤中部分挥发分参与间接反应,使得稳定期煤气中的CO_2/(CO+CO_2)比例超过20%;铁精矿粉粒度越小,还原效果越好,间接还原比例越高。     

文摘

本文研究了铁精矿与碳混合物在900～1300℃区间的还原反应。试验采用较大的样品,而不是单个球。与高挥发分煤混合的工业铁精矿可以在氮气和二氧化碳气氛中被有效地还原。影响反应动力学的因素是:炉温和传热速率、煤的粒度、煤矿配比、还原剂种类(煤或石墨)。反应中放出的气体     

煤粉粒度对预热含碳球团抗压强度的影响

为了弄清含碳球团配煤粒度对球团抗压强度的影响规律,研究了配加不同粒度煤粉的含碳球团在中性气氛中预热至不同温度后的抗压强度。结果表明:当温度小于1 000℃时,煤粉粒度对含碳球团的抗压强度影响不大,而当温度大于1 000℃后,煤粉粒度对含碳球团的抗压强度有显著影响;当配加煤粉的粒度介于0.074~0.106mm时,含碳球团还原后的抗压强度最高,煤粉粒度过细或过大都不利于球团强度的提高;在高温还原过程中,煤粉粒度越细含碳球团的还原速率越大,金属化率越高。     

褐铁矿直接还原熔分制备珠铁研究

采用包头地区某褐铁矿粉和无烟煤粉为主要原料配制含碳球团,通过高温直接还原熔分制备珠铁。考察了配碳量、粒度、温度、保温时间对还原和熔分的影响。试验结果表明,温度和保温时间是直接还原和融分效果的主要影响因素。球团配碳量nC/nO=1.1,褐铁矿粉和煤粉粒度为小于0.048 mm(-320目)在1 370℃保温时间为5 min,所得产物还原率高,渣铁分离效果好,并且分离的渣能够自然粉化,有利于进一步筛分得到高品质的珠铁,产品可以作为炼钢原料。     

钒钛铁精矿非自然碱度含碳球团高温固态还原试验

为了研究钒钛铁精矿非自然碱度含碳球团高温固态还原规律,以钒钛铁精矿为原料,在实验室条件下,探索了还原温度、还原时间、碱度和配煤比对钒钛铁精矿非自然碱度含碳球团高温固态还原的影响,采用X射线衍射仪测定了金属化球团的物相组成。研究结果表明,适当提高还原温度、延长还原时间、提高碱度和配煤比均可促使球团的金属化率提高;对于钒钛铁精矿金属化球团物相组成,在还原温度高于1 400℃时,金属化球团中出现大量碳氮化钛,碱度的提高有利于抑制还原产物中碳氮化钛的生成,配煤比的增加促进了碳氮化钛的生成。从后续熔分工序对钒钛铁精矿金属化球团质量要求的角度来说,高温固态还原的适宜条件,还原温度为1 350℃,碱度为1.0,还原时间为30 min,配煤比为1.3,在此条件下,球团的金属化率为93.72%,金属化球团碳质量分数为6.08%,主要物相为黑钛石和金属铁。     

含锌铅粉尘配碳球团中氧化铁还原动力学

在氮气气氛和１０５０￣１３００℃温度范围内，采用化学分析方法研究了还原温度、过量碳及煤粉粒度对含锌铅粉尘配碳球团中氧化铁还原速度的影响，结果表明：还原温度对氧化铁还原速度有显著影响，过量碳和煤粉粒度对还原速度没有影响。在不同还原程度和还原温度下，得出了氧化铁还原的表观活化能，由活化能结果和还原动力学模型对实验结果进行分析，确定了氧化铁在不同还原程度和还原温度下的还原限制性环节。     

白云鄂博铁精矿配碳球团还原特性研究

以白云鄂博铁精矿配碳球团和某外矿铁精矿配碳球团为研究对象,在950~1 100℃下进行等温还原试验。经相同条件还原后,对比两种球团的还原度及球团体积变化得到白云鄂博铁精矿配碳球团的还原特性。发现在相同条件下,白云鄂博铁精矿配碳球团的还原度均大于某外矿铁精矿配碳球团,但两者差值随还原温度的升高而减小;球团收缩率及球团表面开裂程度均随还原温度的升高而增大,且白云鄂博铁精矿配碳球团的球团收缩率大于某外矿铁精矿配碳球团。     

含碳球团直接还原熔分机理

为了探究含碳球团还原熔分机理,将分析纯的Fe₂O₃、氧化物和不同还原剂固结成球并进行等温还原实验,研究了温度、还原时间、配碳量、还原剂种类等条件对球团还原熔分行为的影响.进一步采用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段表征了含碳球团在不同还原时间的微观结构及物相变化.实验结果表明:焙烧温度过低或过高含碳球团都不能良好熔分,配碳量增加可以提高球团还原和熔分速率,适宜的温度、碳氧摩尔比、还原剂分别是1400℃、1.2和煤粉.含碳球团还原熔分包括直接还原反应、间接还原反应、碳的气化反应、渗碳反应和铁的熔化反应,最后实现渣铁分离.      

含钛铌铁精矿含碳球团直接还原试验研究

用含钛铌铁精矿粉和无烟煤作为原料,在实验室条件下,系统研究了碱度、还原温度、还原时间、配碳量(C/O摩尔比)等因素对含钛铌铁精矿含碳球团还原过程的影响。研究结果表明,当调整碱度R=1.0,碳氧比C/O=1.0,还原温度为1 100℃,还原时间为20 min时,其金属化率达到86.31%,还原效果较好。本文可为含钛铌铁精矿转底炉煤基直接还原工艺的开发提供参考。     

提高预热煤粉燃烧率的机制

 以邯郸钢铁公司2种高炉喷吹用煤粉作为原料,用马弗炉进行预热,测定不同温度预热后的失重率和燃烧率,并采用扫描电镜（SEM）观察预热后煤粉表面结构的变化。试验结果表明,烟煤150℃预热时的失重率为512%,且随着预热温度升高,煤粉的失重率增加,预热温度300℃时失重率可达到17.24%。无烟煤预热后失重率变化不大,预热温度为300℃时失重率仅为5.66%。预热后煤粉燃烧率明显升高。300℃预热条件下的烟煤燃烧率为89.74%,相对于原煤提高了15.67%,无烟煤燃烧率为85.19%,相对于原煤提高了24.80%。预热后煤粉表面结构发生了明显变化,层状和孔隙结构增加,从而提高了煤粉的燃烧率,为提高预热煤粉的燃烧率提供了理论基础。     

首钢2号高炉混煤喷吹研究

分析了实验室条件下风温、不同烟煤混合比例、煤粉粒度对混煤燃烧特性的影响,得出喷吹AB混煤的煤粉粒度可控制在粒度小于0．074mm的比例不小于30％,粒度大于0．175mm的比例不大于25％;风温每提高38℃,煤粉燃烧率提高1个百分点;高炉喷吹AB混煤中烟煤(B煤)的比例宜在30％～50％。在2号高炉进行了混煤喷吹的工业试验,试验期间,风温、煤比提高,焦比降低;试验表明：首钢四制粉能够喷吹挥发分小于18％的混煤;最终提出了进一步进行工业试验的方向。     

首钢高炉喷吹煤种优化研究

2000年,在实验室条件下对10种试验煤的理化性能进行了检测,通过煤种优化的相关计算得出单喷时喷吹B煤和混喷时喷吹B和A煤效益最佳的初步结论.2001-2003年,首钢高炉喷吹煤种优化的工业试验获得成功,实现了混煤喷吹及煤比提高,取得了较好的技术经济指标,并验证了实验室的研究结论.工业试验中提出了煤比提高过程中的冶炼规律及提高煤焦置换比的措施.     

捣固式焦炉过顶砖裂纹原因分析及控制措施

针对捣固式焦炉在生产过程中出现过顶砖裂纹问题,通过检测砌筑所使用的耐火材料、砌筑质量、烘炉过程管理及生产操作过程中对炉体损害等几个方面进行原因分析,确定过顶砖裂纹的主要原因,根据查找出的原因制定控制措施,确保炉体完好。     

包钢高炉喷吹烟煤比例的试验研究

文章对配加不同烟煤比例的混合煤粉，进行了在不同氧浓度条件下煤粉燃烧率、着火点、爆炸性等的试验研究，寻找出包钢炼铁厂新建喷煤系统适宜的烟煤配加比例。     

喷吹煤粉粒度对燃烧性能影响的研究

笔者利用等离子燃烧炉，研究了高炉喷吹煤粉粒度对燃烧性能的影响，结果表明：平均粒径增大而燃烧率呈明下降，粒度细化有助于燃烧；随粒度细化无烟煤燃烧率提高较大；粒度－０．０７５ｍｍ的含量在１０％～４０％区域内，燃烧率趋势线上升较明显，在大于４０％区域内对燃烧率影响不大；煤粉中如没有＋０．３０ｍｍ的粒度，有助于燃烧率提高。     

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Under the condition of keeping the utilization of pulverized coal in BF, through relaxing the coal particle size properly to save power consumption, to lower flour milling costs and to improve coal mill production, the purpose of reducing ironmaking cost can be achieved. Size composition and combustion characteristic of pulverized coal injected into BF at Nansteel were analyzed under laboratory condition, and the feasibility of relaxing particle size was discussed. Industrial practice was carried out at Nansteel and the percentage of pulverized coal with its particle size less than 74??m was reduced from 73. 43% to 59. 47 %, meanwhile, the ratio of larger than 355??m was kept. Under the condition of keeping the BF production stability and anterograde and raw material and fuel unchanged, it can be found that before and after relaxing the coal practicle size, pulverized coal utilization basically keep the same. During bituminous coal and anthracite mixed blowing, the proportion of less than 74??m can be reduced, there is no need to control the proportion to 80%, then the production of coal mill will be increased, and energy consumption of pulverizing will also be decreased.     

莱钢1880m~3高炉提高煤比生产实践

莱钢1880m3高炉通过改进喷枪系统,杜绝了管道堵塞问题,最大喷吹量达到50t/h;通过加强原燃料管理,实施多环布料技术,优化下部送风制度等,增强了炉况稳定性,提高了高炉接受高煤比的能力;同时使用高风温并降低休风率。煤比达到了170kg/t以上,入炉焦比降至350kg/t以下,利用系数达到2.6t(/m·3d)以上。     

高炉煤枪结构及形式研究

 在实验室研究了高炉用单煤枪、同轴氧煤枪和双煤枪喷吹对煤粉燃烧率的影响,结果表明：双煤枪喷吹时煤粉的燃烧率明显高于单煤枪和同轴氧煤枪,并在此基础上进一步研究了双煤枪的水平夹角、圆周夹角及相对位置等参数对煤粉燃烧率的影响。随着双煤枪水平夹角的增加,煤粉燃烧率趋于提高,当达到某一值后再进一步增加,煤粉燃烧率提高的幅度会有所降低;双煤枪圆周夹角变化对煤粉燃烧率影响不大;A枪固定在基准位置,将B枪由基准位置向远离炉膛的方向适当移动,有利于煤粉燃烧率的提高。     

莱钢高炉喷煤系统存在问题分析及改进措施

因原煤质量不稳定、喷吹参数不合理、硬件配置低以及制粉能力不足等影响了莱钢高炉喷煤量的进一步提升。结合生产实践,通过改进原煤混煤方案、优化喷吹参数、改造下料系统及管道敷设路线、提高煤粉产能等措施,煤粉小时产能提高5%左右,最大喷吹量由28 t/h提高到35 t/h以上,满足了高炉大煤比操作要求。