钢铁尘泥还原与窑渣选铁研究

铁品位低、锌含量高的尘泥不能直接返回钢厂使用.通过化学分析、X射线衍射分析,采用回转窑焙烧挥发锌-细磨-磁选回收铁工艺流程,研究了不同焙烧、细磨、磁选工艺参数对高锌含铁尘泥回收利用效果的影响.结果表明,含铁尘泥在焙烧温度1150℃、焙烧时间30 min的条件下进行还原焙烧,其金属化率达98.76％;焙烧渣经55 min...     

尘泥团块对铁水温度影响

以含铁尘泥中的碳作为还原剂,配制成具有自还原特性的尘泥团块,鱼雷罐接铁水后,在铁水的动力学冲击和热力学作用下,团块发生自还原反应,利用鞍钢股份有限公司厂内现有生产工艺和设备使其中的铁氧化物实现回收而不影响钢铁冶炼生产。研究了尘泥团块对铁水温度的影响,从理论分析和生产实践两个方面,证实了尘泥团块的加入不会降低铁水温度,通过鱼雷罐加尘泥团块的工业试验,证明鱼雷罐加尘泥团块技术是可行的,该工艺已经在鞍钢股份有限公司广泛实施,从2009年使用至今共计创效2亿多元,有显著的经济效益和社会效益。     

Inmetco法——一种优秀的直接还原法和含铁尘泥的处理工艺

Ｉｎｍｅｔｃｏ法──一种优秀的直接还原法和含铁尘泥的处理工艺段绍华（湖南省冶金规划设计院）随着我省钢产量的迅速发展，预计到２０００年钢产量将达到４００万ｔ／ａ左右，其中电炉钢产量将在１００万ｔ以上。随之而来的问题是：废钢数量不足，质量也不能满足炼钢要...     

含铁尘泥渣造球性能研究

本文研究了钢铁厂含铁尘泥渣的物化特性,成球性指数及影响生球强度的有关因素;深入探讨了尘泥渣成球机理;指出以成球性指数K评定物料成球性不够完善;添加消石灰,膨润土及无烟煤粉均能提高尘泥渣生球的强度。     

包钢烧结矿软熔性能研究

本文研究了Ｋ，Ｎａ，Ｆ，ＭｇＯ对包钢烧结矿软熔性能的影响及在模拟Ｋ和Ｎａ在高炉中循环富集的条件下，对烧结矿软熔性能的影响，并就低Ｆ精矿对软熔性能的影响及合适的ＭｇＯ含量问题进行了讨论。     

基于炉料软熔性能的邯钢高炉炉料结构

针对环保限产和物流运输条件的限制,结合邯钢高炉生产用矿的实际情况,开展了一系列炉料软熔性能测试,以合理调控高炉炉料结构。认为:若实施增加生矿比、降低烧结矿率的用矿方针,为保障炉料有较好的软熔性能,应重视球团矿品种、质量及配加量的合理使用;在较高的生矿比(≥16%)且烧结矿配比进一步降低的用矿形势下,球团矿与烧结矿化学成分及质量的管控是高炉炉料调控的关键。     

含铁尘泥渣球团矿的预还原

在实验室条件下,模拟回转窑热工制度,用四种含铁尘泥渣制取的高炉用预还原球团矿TFe>70%,绝大部分锌被脱除,残硫亦符合国家标准。文中详细列出了采用通用旋转组合设计的研究结果,建立了七个统计数模并讨论了预还原球团矿的还原固结机理。     

尘泥团块对鱼雷罐罐衬侵蚀的影响

以含铁尘泥中的碳作为还原剂,配制成具有自还原特性的尘泥团块,利用钢厂现有生产工艺和设备使其中的铁氧化物及锌氧化物实现自还原回收而不影响钢铁冶炼生产。在使用过程中发现罐衬有侵蚀现象,针对尘泥团块对鱼雷罐罐衬侵蚀问题,在罐龄、渣物化性质、渣侵蚀等方面进行了研究。研究发现尘泥团块对鱼雷罐罐衬并无明显侵蚀作用,渣流和铁流对罐的冲刷和侵蚀协同作用是影响罐衬寿命的主要原因。建议增加鱼雷罐翻渣工艺,减少罐内结渣,降低渣与罐衬接触面积和时间,同时又能够增加容铁量,减少自重。     

氢气含量对含铁炉料还原及软熔性能的影响

为了研究氢气含量对含铁炉料还原及软熔性能的影响,利用程序还原炉分析了不同氢气含量对含铁炉料还原性能的影响,利用高温熔滴炉模拟高炉喷吹含氢煤气,研究了氢气含量对含铁炉料软熔性能的影响。结果表明,当增大氢气含量后,炉料的软化温度会升高,滴落温度逐渐降低,同时也会改善炉料结构的透气性,使得渣铁更加容易分离;氢气含量会使含铁炉料中的FeO含量降低,弱化了脱碳反应,从而促进生铁中碳含量的增加。低温时氢气含量对还原几乎没有促进作用,高温则会促进氢气的还原性能;同时,氢气会促进含铁炉料中铁的析出。     

基于软熔滴落性能的高炉合理炉料结构

 为全面掌握鞍钢的烧结矿碱度、天然块矿配加比例和不同炉料结构的软熔特性,得到可评价炉料结构的方法,通过实验室试验,系统研究了不同碱度烧结矿的冶金性能,不同碱度烧结矿与球团矿搭配、烧结矿与球团矿和天然块矿搭配的复合炉料结构高温特性。结果表明,随碱度提高,矿物组成渐趋合理,烧结矿的还原和粉化指标改善,在碱度为1.90～2.05时,单一烧结矿的软化熔融性能较好;在碱度为1.95～2.15时,透气性较好;当烧结矿与球团矿搭配,碱度为1.90～2.15时,软熔区间窄,[S]特性值低;在配加天然块矿后,复合炉料的软化区间变宽,熔融区间变窄,综合性能得到改善。基于研究结果,提出了适合鞍钢原料条件的炉料间交互反应性的评价指数,通过指数判断,高炉天然块矿的适宜配加比例为15%～20%。     

厚料层转底炉含铁尘泥直接还原模拟

转底炉工艺是目前处理含铁尘泥最有效的工艺之一,但传统转底炉处理尘泥需要造球且只能铺设1~2层球团以致生产效率较低。针对该问题,料层厚度是传统工艺10~30倍的新型厚料层转底炉技术应运而生,同时无需造球并取消了燃烧装置,极大提高生产效率。基于计算流体力学(CFD)方法建立了新型厚料层转底炉工艺多孔介质异相反应直接还原数学模型,研究厚料层转底炉的工作特性,分别对厚料层转底炉内的还原性气氛、脱锌、金属化率进行分析与讨论。研究表明,厚料层转底炉物料出炉时脱锌率超过99%且金属化率达到90%以上,能够有效提升生产效率。研究结果丰富了转底炉工艺理论,并为新型厚料层转底炉工程化提供理论依据。     

含锌电炉粉尘水浸处理-真空碳热还原工艺

根据国家对绿色冶金的倡导,对如何高效无污染回收含锌电炉粉尘中的金属锌及K、Na元素进行研究,采用水浸预处理回收粉尘中K、Na元素,再进行真空碳热还原回收金属锌。试验结果表明,水浸最佳方案为固液比为1∶10(g/ml)、搅拌速度为300 r/min、水浸时间为70 min。此条件下,K元素浸出率达91.09%,Na元素浸出率达85.68%。通过FactSage 8.0软件模拟真空碳热还原电炉粉尘在不同含碳条件下热力学行为,并结合前期探索试验表明,水浸渣添加质量分数为10%的焦炭、还原温度为950 ℃、保温时间为60 min的条件下进行真空碳热还原试验可有效分离Fe、Zn元素,获得金属锌锭(Zn质量分数为98.15%)及高品质铁精粉(Fe质量分数为61.93%)。     

高炉瓦斯灰基础性能与磁化焙烧试验

对高炉瓦斯灰的基础性能（粒度分布、化学组成、物相组成）进行研究,在此基础上,对瓦斯灰进行磁化焙烧-弱磁选工艺试验研究。研究表明,瓦斯灰按粒度分组的化学组成不均匀,碳主要集中于较大的颗粒中,铁和锌主要集中于较小的颗粒中; 3号、6号高炉瓦斯灰主要由Fe2O3、Fe3O4、SiO2和FeZn13组成,5号高炉瓦斯灰主要由Fe2O3、Fe3O4、SiO2和CaZn(Si2O6)组成;瓦斯灰磁化焙烧-弱磁选工艺的最佳试验条件为：焙烧温度为750℃,焙烧保温时间为60min,磁选激磁电流为0.4A。利用该工艺,磁选后的瓦斯灰铁品位达57.9%,锌质量分数为0.25%,回收率达67%。     

高炉含锌粉尘还原性影响因素分析

为充分利用高炉粉尘中的铁、碳等有价资源,以水钢烧结除尘灰、高炉重力灰和高炉布袋灰为主要原料,根据配碳量的不同压制成冷固球团,不仅可以弥补单一成分成球性的劣势,还可以充分利用粉尘中的有价资源进行自还原反应。结果表明,随着还原温度的升高和反应时间的延长,球团的金属化率和脱锌率逐渐增加,反应温度为1 200 ℃时已达到了理想的试验效果,反应10 min后,金属化率和脱锌率分别为87.13%和95.25%;随着配碳量的增加,金属化率和脱锌率呈现不同的趋势,当碳氧摩尔比在1.3左右时,金属化率和脱锌率的指标较理想。     

Hydrometallurgical extraction of zinc from Jordanian electric arc furnace dust

Zinc was extracted in a Jordanian Steel Plant using an electric arc furnace dust. Sulfuric, nitric and hydrochloric acids were used at different concentrations to recover zinc from dust particles. The highest zinc extraction was obtained at low acid concentration of less than 1 mol/L in the order of H₂SO₄ followed by HNO₃ and then HCl. The kinetics of zinc extraction using H₂SO₄ showed a maximum zinc recovery of 72% obtained by using 0.1 mol/L acid concentration, 900 rpm agitation speed and 50 °C.     

气基竖炉直接还原炼铁流程重构优化

直接还原铁比较纯净、成分稳定,是电炉炼钢的优质原料。中国焦化行业产生大量焦炉煤气,适宜发展以焦炉煤气为还原气的竖炉直接还原炼铁流程,现有工艺主要有Midrex工艺和HYL-ZR工艺。为了解决Midrex工艺和HYL-ZR工艺所存在的问题,通过流程功能分析,提出气基竖炉直接还原重构优化流程,主要工序包括焦炉煤气压缩、TSA预处理、PSA脱碳、PSA提纯CH₄、富氢气加热、竖炉直接还原炼铁等。该流程不仅净化焦炉煤气,而且可分离CH₄,使还原气中H₂与CO的比例达到8,并省去CH₄重整环节,提高炉内直接还原效率。该流程前端与焦化工序连接,后端与电弧炉连接,不仅有利于钢铁联合企业资源优化配置,而且可以生产天然气,提高能源利用效率。     

冶金炉窑微孔陶瓷管收集粉尘的特性及润湿性

为了研究有色冶金烟气中的高温熔融金属对微孔陶瓷管过滤性能及寿命的影响,采用静滴法进行熔融金属铋与微孔陶瓷基板之间的润湿性试验。采用金相显微镜、扫描电镜和EDS等手段分析了接触面的结构和成分,并对实际生产中微孔陶瓷管膜除尘系统收集的烟气粉尘进行了元素和粒径分析。结果表明,熔融金属铋与陶瓷基板之间黏结性较差,结合力较弱,容易进行反吹清洗,回收有价金属元素;实际生产收集到的烟气粉尘中主要含铅、砷、锌、铜、铁、钙等元素,其中铅含量最高,烟气粉尘粒径较小,生产稳定运行后粒度范围缩小至1～30 μm,小于PM2.5的颗粒占8%～12%。     

不锈钢粉尘内配煤团块高温自还原过程中金属铁的聚集

用不锈钢生产中的高碱度二次粉尘制备内配煤团块,在高温下自还原获得含铬、镍的金属铁粒.研究影响铁粒聚集长大的因素.研究表明:(1)内配煤团块的渣相碱度(w( CaO)/w( SiO2))小于2.8时,还原产物冷却过程中渣相与金属铁粒才能自然分离.碱度越低,渣量越大,越不利于金属铁聚集长大;(2)提高内配碳比,渣相残碳量明显升高,渣中过量的碳阻碍金属相聚集长大;(3)提高还原温度,直接还原铁的海绵状结构解体,逐渐聚集成颗粒状金属铁.还原温度越高,越有利于金属铁的聚集长大     

含碳球团竖炉直接还原工艺流场仿真模拟

针对含碳球团气基竖炉冶炼工艺的特点,采用CFD（计算流体力学）软件构建了含碳球团竖炉直接还原工艺的仿真模型。对影响竖炉内流场分布的可能的因素进行了模拟分析,得出了最优参数。研究结果表明,采用上下布置的双风口的工艺方式最为有利于还原气体在竖炉内的顺行,此时气体流速达到9m/s,便于热量的传递,同时又避免了球团受热不均的情况。