低品位矿高炉碳消耗与铁直接还原度关系探究

在高炉冶炼中,碳量消耗决定于热量碳耗与还原反应碳耗之和,冶炼过程中,随着铁直接还原度rd的增加,直接还原碳耗增加,而且由于反应大量耗热,使热量碳耗也要增大,提高了生产成本。因此,冶炼过程中总希望降低rd值,降低碳量消耗,减少成本。通过计算低品位矿高炉碳消耗及铁直接还原度,得出了碳消耗、煤气利用率与铁直接还原度间的关系曲线。结合冶炼实际,对入炉物料选择、冶炼条件等方面提出改进措施,为高炉冶炼降低成本,节约能源提供依据。     

高炉内铁的直接还原度计算新法：兼评某高炉加湿鼓风经济效益

高炉冶炼中,碳耗决定于热量碳耗与直接还原碳耗之和,而直接还原变r_d的增加,不但后者碳耗增加,而且由于其大量耗热,使前者也要增大。因此,冶炼工作者总希望降低r_d值。理论证明,高炉内最低炭素消耗既不是全部直接还原,也不是全部间接还原,而是最适宜的直接还原度值r_d′。目前高炉内的r_d值与最适宜的r_d~′相距甚远,潜力很大。     

基于工程计算法的高炉理论焦比计算模型

在传统工程计算法基础上考虑了煤粉燃烧、富氧和鼓风湿度等因素的影响,通过提出衡量高炉单位入炉碳量所引起热负荷变化量系数,建立了热损失的计算方法,再结合焦比和直接还原度的关系,建立了改善的高炉理论焦比计算模型。基于此改善模型,求解了国内某大型高炉的理论焦比和适宜直接还原度,并解析了鼓风温度、鼓风湿度、炉顶温度、矿石品位、焦炭灰分、焦炭硫含量、吨铁石灰石量、铁水硅含量、直接还原度及渣比等因素对焦比的影响规律。结果表明,高炉的理论焦比为277.15kg/t,适宜直接还原度为0.34,矿石品位、焦炭灰分、铁水硅含量和直接还原度等对焦比的影响较显著。此外,本模型较传统模型的计算值低,由此可见,以上因素对焦比的影响程度较此前减弱。     

碳平衡法学原度计算公式的修正

前苏联冶金学家巴甫洛夫所定义的铁的直接还原度的计算方法在炼铁计算中应用十分广泛,一些重要的炼铁计算,如热平衡、物料平衡、理论焦比等的计算都离不开直接还原度计算。直接还原度的计算方法有碳氮平衡法、碳平衡法和热平衡法三种,其中碳平衡法因使用煤气相对体积进行计算,所以一直被认为是误差相对较小的一种方法。作者认为,碳平衡法计算公式的原则是正确的,但因计算公式对高炉内氢行为的考虑欠周全,使     

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。     

碳平衡法直接还原度计算公式的修正

前苏联冶金学家巴甫洛夫所定义的铁的直接还原度的计算方法在炼铁计算中应用十分广泛,一些重要的炼铁计算,如热平衡、物料平衡、理论焦比等的计算都离不开直接还原度计算.直接还原度的计算方法有碳氮平衡法,碳平衡法和热平衡法三种,其中碳平衡法因使用煤气相对体积进行计算,所以一直被认为是误差相对较小的一种方法.作者认为,碳平衡法计算公式的原则是正确的,但因计算公式对高炉内氢行为的考虑欠周全,使得计算值比实际值偏大.下面对该公式进行分析,并推导出修正后的公式,供同行参考.     

影响锰铁高炉焦比因素的分析

依据生产实际计算分析认为,热量消耗是影响焦比的主要因素。任何降低铁的直接还原率的措施,都能降低焦比。锰铁高炉所产煤气的利用具有十分重要的经济意义。     

微机在炼铁计算中的应用——高炉操作线的程序编制

在炼铁的工艺计算中,计算理论焦比和直接还原度是比较麻烦的。而利用高炉操作线,用图解法求就较方便了,如果将操作线编成程序,用微机进行计算那就更方便了,即迅速又准确,适用于生产着的各种炉型的高炉,值得使用。在这个程序里,可以计算出高炉的焦比,铁的直接还原度γa,理论焦比K_理、适宜的直接还原度;当达到理论焦比时炉     

低品位复杂矿高炉直接还原度影响因素研究

低品位复杂矿在高炉冶炼过程中对直接还原度有显著影响,主要表现为降低直接还原反应的难度增加。为了开展高炉冶炼低品位复杂矿直接还原度的研究,根据A钢厂生产工艺参数,在普通矿高炉模型基础上建立了低品位复杂矿高炉直接还原度计算模型。对模型参数进行分析得出:直接还原的发展使碳消耗量增加,耗热量随之增加,且耗热量增加也使碳用量增加;当直接还原发展时,间接还原降低,煤气利用率随之降低;在复杂矿中,因为还原复杂元素,还原耗碳增加的同时,直接还原度增加。     

中型高炉使用生石灰的经验

上钢一厂两座255米~3的中型高炉,从1961年以来,全部用天然矿石进行冶炼,焦比一直很高。经过了几年的努力,提高了矿石品位,缩小了矿石粒度,减少了入炉矿石的含粉率,同时提高了操作技术水平。在1963年四季度焦比达到774公斤。根据我厂情况分析,减少石灰石的耗量是降低焦比的主要方法(每吨生铁石灰石单耗波动在500公斤到600公斤左右),为此提出了以生石灰代替石灰石作熔剂的措施。根据我们的原料条件计算得出100公斤生石灰代石灰石,可见减少焦炭用量62公斤,减少石灰石用量175公斤。其中考虑了:(1)节约石灰石分解耗热;(2)减少了分解出来的CO_2在高温区反应所耗的碳量和热量。     

转炉除尘灰碳热还原试验研究

本文采用FactSage热力学软件对不同温度、n(C)/n(O)(摩尔比)条件下转炉除尘灰碳热还原过程中各物质平衡关系进行研究,通过正交试验探究焙烧温度、焙烧时间和n(C)/n(O)三因素对转炉除尘灰金属化率和脱锌率的影响规律,得出最佳焙烧条件。结果表明：基于热力学原理,当焙烧温度不小于1 200 K时,粉尘中ZnO才能被全部脱除,并实现铁、锌分离;还原试验中,焙烧温度对转炉除尘灰金属化率和脱锌率的影响最大,其次是焙烧时间,n(C)/n(O)影响最小;根据配碳最小化原则,得出焙烧温度为1 100℃、焙烧时间为60 min、n(C)/n(O)为0.7时焙烧条件最佳,该条件下转炉除尘灰金属化率为99.10%,脱锌率为98.42%。     

武钢高炉直接还原度及碳熔损率的计算与分析

对武钢7座高炉的直接还原度、碳熔损量、焦炭起始反应温度进行了研究,结果表明:武钢高炉直接还原度偏高且波动范围宽,为了降低焦比,需要发展间接还原;高炉碳熔损量在20%~25%之间,为了能够更加准确地指导高炉生产,需要进行恒定反应性的焦炭热性能实验;随着直接还原度降低,高炉煤气利用率呈线性升高,焦比呈线性降低;焦炭的起始反应温度受配煤比、工艺条件、炉型等因素的影响,其中工艺条件的影响最大。     

铁水w（Si）对高炉碳排放量的影响

高炉炼铁排放CO2是钢铁行业温室气体排放的主要来源,CO2的产生与高炉内众多条件相关。应用物料平衡计算与热平衡计算,根据国内某高炉原料条件与冶炼参数,主要计算分析铁水w（Si）对焦比、碳排放量的影响,得出了定性定量的关系：在本文的计算条件下,铁水w（Si）每升高0.1%,焦比吨铁增加4.54 kg,碳排放量吨铁增加7....     

基于里斯特操作线解析有害元素对高炉焦比的影响

分析了有害元素在高炉内的循环行为,结合高炉实际生产参数,运用里斯特操作线进行计算,揭示了有害元素对焦比的影响规律,建立了焦比与有害元素入炉负荷和循环富集倍数之间的定量关系.计算结果表明:有害元素在高炉内"还原-氧化-再还原"的循环过程会将高温区的CO转移到低温区,降低煤气利用率,同时消耗了高温区大量热量,从而使焦比升高.不同有害元素的影响程度不同.有害元素循环富集倍数对焦比影响的强弱顺序为:Na > K > Zn,有害元素入炉负荷对焦比影响的强弱顺序为:Zn > Na > K.进一步的分析表明,Na、Zn对高炉焦比的影响大于K.但考虑到K对焦炭劣化的作用更明显,故要严格控制K、Na、Zn的入炉负荷.基于上述计算得到的定量关系,利用高炉不同有害元素入炉负荷以及焦比进行曲线拟合,预测高炉有害元素的循环富集倍数.曲线拟合结果与高炉解剖实验结果相吻合.      

转炉炼钢过程镍氧化物直接合金化的热力学分析

基于钢厂现场条件,对转炉炼钢过程氧化镍直接合金化冶炼耐候钢的可行性进行了热力学分析,结果表明：铁水中固有的C、Si、Mn、Fe等均可作为还原NiO的还原剂元素,在铁水阶段和转炉阶段进行直接合金化是完全可行的。在转炉终点温度T=1960K、w∑FeO=26.4%条件下,终点碳含量若控制在0.031%以上,可保证碳优先于铁还原NiO;若在转炉终点温度T=1960K、w[C]=0.04%条件下控制w∑FeO〈22.5%,也可保证碳优先于铁还原NiO。     

风温对高炉碳排放量的影响

高炉炼铁排放的CO2是钢铁行业排放温室气体的主要来源,CO2的产生与高炉内众多因素相关。通过物料平衡计算与热平衡计算,分析了风温对焦比、碳排放量的影响,得出定性定量的关系,对高炉减排有指导意义。研究结果表明:风温在950～1 400℃时,每升高100℃,焦比降低10.20 kg/t,碳排放量减少17.06 m3/t。     

影响高炉产量因素的分析

为了研究各种因素对高炉产量的影响,本文介绍了一个计算高炉产量的公式,此公式是包括7个影响因素的函数。用它计算鞍钢9号高炉的产量,误差很小。因此能够用它估算高炉产量。对该公式进行偏微分,还可以探讨焦比、油比、煤比、风量、富氧率和直接还原度等因素对高炉产量的影响。本文重点讨论了焦比对高炉产量的影响。在此基础上,综合计算和分析了鞍钢9号高炉富氧鼓风时各种因素和产量的关系。一、高炉产量计算     

含铁铜尾矿直接还原试验研究

进行了含铁铜尾矿直接还原试验研究。铜尾矿筛分细磨,加入煤粉造球后在高温下还原,考察了还原温度、还原时间、造球配碳量对铁金属化率的影响,得出最佳还原方案。试验表明,配碳量14%的球团在1 200℃、还原40 min的条件下,铁金属化率达到83%。该试验为合理利用含铁铜尾矿提供参考。     

预还原球团在铁碳熔体中熔融还原传质规律的研究

本文对不同预还原度的铁矿球团在铁碳溶体中溶融还原的规律进行了实验和理论研究，针对熔还原反应特点，提出了表观FeO浓度概念，根据传质理论和球团矿熔融还原的特性，建立了支映球团矿在铁碳熔体中熔融还原反应规律的双相传质模型，实验和理论计算结果表明，球团预还原度和熔化速度等因素对熔融速率影响较大。     

熔盐电解法生产钛铁合金的铁-钛氧化物电极材料的制备

熔盐电解法是制备难熔金属及其合金的一种有效方法。以钛铁矿精矿与碳粉混合、模压成型,在氩气保护下,分别于1173,1273和1373 K进行一定时间的碳热还原,制备成含有单质铁微粒的铁-钛氧化物电极作为阴极,在673 K的Li Cl-KCl低温熔盐中进行电解还原获得钛铁合金。在1173,1273和1373 K碳热还原反应3 h所得铁-钛氧化物电极中,单质铁的还原率分别为30.1%,80.1%和82.7%;电极的电导率分别为3.14,8.06和10.87 S·m-1;开口孔隙率分别为46.1%,50.9%和35.2%。其中在1173 K制备的铁-钛氧化物电极中,单质铁呈粒度较小的圆球状,分布较为均匀,但铁的还原率偏低,且强度较低;在1373 K制备的电极中单质铁发生了明显偏析、富集,汇聚成带状,开口孔隙率显著降低,不利于熔盐电解质向电极内部扩散和浸润;而在1273 K制备的电极中单质铁呈圆球状,粒度为2~6μm,分布较为均匀,且开口孔隙率最大,该电极在673 K的KCl-Li Cl低温熔盐中能够电解还原获得钛铁合金,而且电解时通过电极的电流最大。