不同反应性焦炭在炉料还原-软熔过程中的作用行为

随着钢铁企业“双碳”目标的提出，明确焦炭在炼铁过程中的作用行为至关重要。同时高炉富氢冶炼技术的推广给高炉内原燃料的反应行为带来了较大的变化，因此，研究在无氢和有氢气氛下不同反应性焦炭在高炉炉料还原-软熔过程中的作用行为对高炉冶炼具有重要意义。模拟高炉实际炉料结构，研究了不同反应性焦炭对矿石还原度和焦炭的气化率及孔隙结构变化的影响，探索焦炭反应性对炉料软熔性能及软熔带透气性的影响，解析不同反应性焦炭与渣铁界面作用行为的变化机理。研究结果表明，焦炭的反应性提高使各温度下矿石还原度和焦炭气化率均提高，各温度下焦炭的表层孔隙率增加，在无氢气氛下孔隙率的增加幅度低于有氢气氛，焦炭内部孔隙结构整体变化幅度较小。焦炭反应性提高后，炉料的软化温度区间减小且向低温区移动，在无氢气氛下熔化温度区间降低，在有氢气氛下熔化温度区间略有增加，焦炭表层碳基体劣化严重且强度降低，料层最大压差增加，透气性劣化，无氢时的影响程度强于有氢时的影响程度。增加焦炭反应性后，在无氢气氛下渣铁分离较好，且炉渣可以与焦炭灰分有效融合，使熔化带向低温区移动；在有氢气氛下，焦炭表层灰分含量较高，且不能及时与炉渣融合更新焦炭表面的活性点...     

烧结矿分级入炉及焦丁混装的研究与实践

为提高焦丁和小烧结矿利用率,通过理论分析和实验研究了唐钢3 200m~3高炉焦丁混装对煤气利用的影响和大小烧结矿分装后料柱透气性的变化。研究结果表明,由单种粒级烧结矿颗粒组成的料床空隙度较大,而大小颗粒混合后则会降低散料层空隙度。随着在25~40mm的焦炭中混入焦丁比例的提高,料柱透气性恶化,当混入比例达40%时,料层压差增大约3倍。小焦丁与烧结矿依次进行分装与混装时,烧结矿还原度分别为86.66%和90.93%,且后者的焦炭溶损反应更为明显。     

矿焦混装对钒钛矿综合炉料软熔滴落的影响

 为提高高炉冶炼钒钛磁铁矿水平,系统研究了矿焦混装对高炉综合炉料软熔滴落性能和V、Cr在渣铁中迁移规律的影响,并进行了理论分析。试验过程中烧结矿和球团矿所占比例不变。研究表明,矿焦混装对高炉综合炉料的软化区间、熔化区间、滴落率和透气性等软熔滴落性能参数有显著影响。随着混装率提高,软化区间[t40－t4]稍微变宽;熔化区间[tD－tS]逐渐变窄,软熔带变薄且位置下移;熔滴性能总特征值明显减小,综合炉料透气性能显著改善;渣铁滴落率先增加后减少;V、Cr在初铁中的收得率先升高后降低。因此,一定程度的矿焦混装有利于改善钒钛磁铁矿高炉冶炼综合炉料的软熔滴落性能,其混装率以25%为宜。     

高炉矿焦混装技术

济南铁厂、马钢、东北工学院等单位在中小高炉进行了矿焦混装试验。混装是将矿石和焦炭混合后再装入高炉。混装后由于高炉的料柱结构发生了质的变化,无论是块状带还是软熔层的透气性均获明显的改善,压差明显降低。混装后矿石和焦炭无论是径向还是沿高炉高度的分布均较均匀,可以更     

焦炭反应性对高炉炉料熔滴性能的影响

 利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况,对高炉使用焦炭的热态性能进行分析,探讨了不同反应性的焦炭加入后对炉料软化温度、熔化温度、最大压差,熔滴综合指标等高温物理性能的影响。试验结果表明：随着焦炭反应性的增加,炉料软化开始温度[t10]降低,由1 220降低到1 112 ℃,降低了108 ℃;压差陡升温度[ts]降低,由1 306降低到1 268 ℃,降低了38 ℃;最大压差[Δpmax]增大,由8.62增加到11.05 kPa,料层透气性变差;熔滴综合指标[S]值增大,由680增加到820 kPa·℃,熔滴性能变差。     

矿焦耦合冶金性能试验及评价方法

铁矿石和焦炭在高炉内各区域的反应及特性是影响高炉炼铁效率和产量的重要因素,准确评价矿焦质量备受炼铁工作者关注。评价矿或焦冶金性能的试验方法及指标迅速发展,且部分方法已标准化,包括铁矿石软熔性能和焦炭反应性及反应后强度的试验方法等被钢铁企业广泛采用。然而,通过现有评价矿或焦冶金性能的方法及指标推算高炉技术经济指标尚存难度。原因可能在于没有充分模拟矿焦在高炉中历经还原、溶损、软化-熔融全过程的相互作用,无法对矿焦关联行为及特性进行赋值并构建评价矿焦相互作用的指标体系。因此,提出了采用焦-矿-焦分层试料,模拟矿焦在高炉内还原、溶损、软化和熔融之间关联行为及特性的荷重-热重-气体分析联动试验装置,进行矿焦耦合性能试验及评价的方法(Qisunny法)。变矿或变焦试料的试验结果表明,矿焦耦合冶金性能按间接还原区、间接还原和直接还原及软化区、熔融直接还原和滴落直接还原4个区域依次演变;性能评价指标包括各区域的温度及区间、间接和直接还原度、总间接还原度、熔融区透气性特征值、上层焦炭溶损率及溶损后强度等;焦炭的溶损反应主要发生在熔融区,上层焦炭溶损率与传统指标焦炭反应性指数相近,但其反应后强度明显高于传...     

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%。     

矿焦混装料柱的透气性研究

本文介绍矿焦混装料柱透气性的实验研究结果。发现:混装后块状带及软熔层的透气性均得到显著的改善.提出气流通过层装及混装料柱压损的表达式;论证了料柱气性获得改善的原因。矿焦混装有可能成为提高冶炼强度及降低焦比的一条简便途径,它特别适合于使用的矿石软熔性能差、含粉多的高炉.     

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℃,1 000℃炭化4 h,此条件下碳铁复合炉料抗压强度达4 970 N,反应性为61.08%,反应后强度达51.23%;混装10%碳铁复合炉料,1 100℃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%。     

预还原含铁炉料在高炉内的软熔滴落行为

 试验考察不同金属化率、不同碳含量下预还原含铁炉料软熔滴落特性。结果表明：与未还原含铁炉料相比,预还原含铁炉料的软化温度区间或软熔温度区间虽然较大,但温度区间内的料柱压差较小;熔滴温度区间内,熔化开始温度随着金属化率的增加而升高,滴落温度随铁水碳含量的增加而降低,料柱的最大压差随着金属化率的增加而减小;软熔滴落性能特征值（SD）随着金属化率和碳含量的增加而减小。由此推测,高炉使用具有一定碳含量的预还原含铁炉料将有利于增大软化层空隙、降低熔融层厚度,从而改善软熔带的透气性。     

烧结矿混装焦丁对高炉冶炼的影响研究

高炉冶炼众多减少焦炭消耗量的方法中,不仅仅要关注如何减小焦炭的溶损反应,也要寻找其它方法,如称之为“焦丁”的小颗粒焦炭代替块焦。现代高炉在烧结矿中混装不同量（10—40kg／tFe）和不同粒级的焦丁可以减少焦炭的溶损。本文的目的在于模拟高炉条件研究使用焦丁对料柱透气性和烧结矿还原性的影响;在冷态下各种网素诸如焦丁比、气体流速、料层厚度对料柱透气性的影响;以及焦丁对不同气体组成、不同温度下烧结矿的等温还原和非等温还原性能的影响。烧结矿的等温还原实验是在30％CO＋70％N2气氛中、大于l373K的高温下进行,还原阻力随还原气体中CO2气体含量的增加而增加,随H2的增加而减小。烧结矿中？昆装焦丁能够提高烧结矿的还原性从而抑制还原延迟现象。     

高炉炉料混装与层装的熔滴性能研究

在实验室进行了球团矿配比从35%到100%的炉料结构熔滴性能试验研究,结果表明,相同炉料结构采用混装比层装有良好的熔滴性能,表现在软熔带位置升高,软熔带变薄,透气性变好。这表明高炉如果采用混装会比层装对高炉更加合理。     

浅谈焦炭质量对高炉冶炼的影响

焦炭作为料柱的骨架,随着高炉的大型化以及喷煤比的提高,焦炭的作用显得更为重要,近年来随着工艺设备不断更新,新建高炉逐渐大型化以及采用炼铁新技术,使高炉的焦比不断降低,由于焦比降低、煤比不断提高,高炉的透气性和透液性变差,因此焦炭质量的好坏显得尤为重要。     

MgO以及装料方式不同对烧结矿熔滴性能的影响

本文主要以高、低MgO为原料,采取普通装料和混装焦炭两种方式,系统地研究了MgO质量分数以及装料方式不同对于熔滴性能的影响,并对一些实验结果进行了理论分析.结果表明:随着MgO质量分数提高,软化区间t_D-t_S变宽,软熔带温度区间t_D-t_(10)变宽,最大压差ΔP_(max)上升.高MgO烧结矿与焦炭混合使用,软化区间t_D-t_S变窄,软熔带温度区间t_D-t_(10)变窄,最大压差ΔP_(max)降低.因此,在MgO质量分数一定时,采用混装焦炭方式进行生产,高炉内熔滴性能最好.     

济铁100米~3高炉矿焦混装冶炼试验

将传统的高炉层装装料法改为矿焦混装是近年来国外炼铁界开发的一项新技术。它的优点在于进一步改善高炉料柱的透气性;创造焦炭和矿石均匀接触的更多机会,充分利用煤气的能量;增加料柱堆比重和炉内之矿石量,提高料柱有效重量,并允许在高压差下工作,从而导致焦比下降和产量提高。     

控制混合矿层焦丁粒度实现高炉低焦比操作

在神户制钢，为了降低高炉焦炭的消耗，采取了高炉喷煤和低焦比操作。该炉操作存在的主要问题是压差增大。块焦在保持炉子透气性方面中发挥不可替代的作用。本文侧重于焦炭作为还原剂和料柱骨架两个不同方面的作用进行研究。研究发现，控制矿焦混合层中焦炭的粒度，可以使生成CO气化反应主要消耗焦丁，而大块焦炭构成透气性良好的矿床。日本加古川3#高炉的应用结果表明，虽然降低了高炉焦比，而高炉透气性却提高。     

萤石和氧化镁对含钒钛高炉炉料熔滴性能的影响

利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况,探讨CaF2和MgO加入炉料后,对钒钛高炉炉料透气性、软熔带厚度、压差陡升温度、软熔区间、熔融区间等炉料高温物理性能的影响;为改善软熔带透气性,找出高炉合适软熔带位置,从而达到解决利用钒钛磁铁矿带来的不利影响的目的,为提高高炉强化冶炼目的提供重要依据。结果表明:炉料中添加萤石后对软化开始温度基本无明显影响,但使软化温度区间变窄,初渣带位置形成过早,软熔带厚度、最大压差、总特性值都升高。MgO的加入使软化开始温度升高,软化温度区间变窄,说明MgO的加入使软熔带位置下移,软熔带变薄。     

碳循环氧气高炉内软熔带上部炉料反应行为

近年来，在中国“碳达峰”“碳中和”战略背景下，低碳高炉炼铁已成为中国低碳冶金技术发展的重要方向。在高炉炼铁工序，由于大量使用化石燃料及炉顶煤气利用率低，导致CO₂排放量过多。为降低高炉炼铁的碳排放，提出富氢碳循环氧气高炉新工艺。以碳循环氧气高炉为研究对象，通过数值模拟与实验室试验相结合的方式，对高炉内软熔带上部含铁炉料的还原行为和焦炭气化行为进行了研究。通过SEM-EDS对烧结矿和球团矿的还原程度及渣铁分离现象加以分析，同时采用矿相显微镜对焦炭气化后的微观形貌进行表征。通过数值模拟和实验室试验得到的高炉内含铁炉料还原度变化规律基本一致，验证了数值模拟与实验室试验相结合方法的可行性。研究表明，在高炉的同一竖直方向上，随着位置的降低，含铁炉料的还原度和金属化率不断升高，焦炭的气化率不断上升。在高炉中心位置软熔带上方，含铁炉料的还原度为0.91,金属化率为67.58%,焦炭的气化率为20.91%。在高炉边缘位置软熔带上方，含铁炉料的还原度为1,金属化率为96.91%,焦炭的气化率为21.36%。并且，随着炉料下行，还原后含铁炉料的金属铁面积越大，渣铁分离越明显，观察到的...     

高炉炼铁中使用小颗粒焦炭替代部分冶金焦

高炉炼铁中使用小颗粒焦炭替代部分冶金焦波兰在３２００ｍ３高炉上进行了该项目的试验。试验时，按照每吨融熔金属投入小颗粒焦炭（粒径１０～２５ｍｍ）４０ｋｇ（占全部焦炭量的８％～９％），这时不会影响炉料的透气性。这种小颗粒焦炭既可以通过上料皮带加入，也可由...     

矿焦混装布料试验与工艺设想

矿焦混装是近年开发高炉装料的一项新技术,它给高炉冶炼带来三大好处:①改善高炉料柱(块状带和软熔带)的透气性,有利于高炉强化和顺行。②由于矿石与焦炭均匀混合在一起,有利于铁矿石的加热与还原,煤气热能和化学能得到充分利用,提高了煤气的利用率。③增加了炉料的堆比重和入炉矿石量。由于料柱的有效重量增加,从而允许高炉在较高的压差下工作,可使高炉获得增