碱度对热压含碳球团软熔滴落性能的影响

热压含碳球团是一种利用煤的热塑性提高冶金性能的新型炼铁原料,具有还原速度快、高温强度高、原料适应性强等优点。在固定碳氧比n(FC)/n(O)为1.00的条件下,通过改变热压含碳球团碱度,系统研究了碱度对热压含碳球团软熔滴落性能的影响。研究表明:碱度对软化区间、熔化区间、滴落率等软熔滴落性能参数有显著的影响。随着碱度的增加,软化区间t40-t4先变窄后加宽,在碱度为1.40时最窄,降至331℃;熔化区间tD-tS先缓慢变窄后急剧加宽,在碱度为1.00时最窄,降至47℃;滴落率先增加后降低,在碱度为1.20时滴落率最高,达到22.22%。从软熔滴落性能角度综合考虑,实际生产热压含碳球团时其适宜的碱度范围为1.00~1.20。     

高炉炉料软熔滴落性能的研究现状与展望

高炉生产能耗高、CO₂排放量大,在国家“双碳”背景下,稳定顺行是高炉节能减排的重要前提。高炉软熔带的形状、厚度、位置决定着炉内煤气流的二次分布,对高炉顺行起决定性作用。含铁炉料的软熔滴落性能试验在一定的负载和还原条件下模拟高炉内渣铁形成过程,是目前表征高炉软熔带矿石软化熔融过程的最直接手段。综述了高炉炉料软熔滴落性能的研究现状及影响因素,指出改善炉内矿石还原条件及炉料造渣过程是优化炉料软熔滴落性能与软熔带分布的根本。在不影响高炉炉渣性能的前提下,适当调整炉料化学成分、调整炉料结构、增加球团矿比例、向焦炭中添加CaO等碱性物质以及使用富氢气体还原等均能改善矿石在高炉内的还原条件,优化软熔滴落性能。高炉富氢冶炼是未来高炉发展的重要方向,对高炉炼铁节能减排及高炉顺行具有重要意义。     

高炉添加金属化球团炉料的冶金性能试验

在掌握金属化球团及其他含铁原料特性的基础上,采用熔滴试验方法,考察不同比例金属化球团对高炉冶炼过程的影响。试验结果表明：金属化球团具有含铁品位高、金属化率高、还原性能好、无低温还原粉化、软熔滴落性优良等特点,在高炉中配加金属化球团其综合炉料的软熔滴落性能变好,但考虑到配加金属化球团后减少焦比对高炉的影响,其配加比例在20%（质量分数）左右比较适宜。     

自熔性烧结含碳球团研究

高炉预还原炉料可以降低焦化，近年来，提出了复合预还原球团矿的生产工艺。根据研究和实践，提出自熔性烧结含碳球团的生产工艺。试验表明，自熔性烧结含碳球团作为高炉预还原炉料，冶金性能良好，能够满足高炉对预还原炉料的要求。     

高炉使用含碳复合炉料的原理

 高炉炼铁正朝着高产、低污染、低能耗的方向发展,为了实现这一目标,包括高炉使用含碳复合炉料等一些革新的炼铁技术已经被提出或实际应用。铁焦、热压含碳球团是将铁矿粉和煤粉按一定比例混合后制成的新型含碳复合炉料。研究结果指出,含碳复合炉料相比于传统的高炉炉料（烧结矿和球团矿）具有高温强度高、还原性能好以及原料适应性强等优势。阐明了高炉使用含碳复合炉料的基本原理,介绍了铁焦制备的工艺流程及应用情况,重点进行了热压含碳球团制备工艺流程、冷态冶金性能、高温冶金性能、高炉使用热压含碳球团等试验研究,最后利用多流体高炉数学模型对高炉使用热压含碳球团操作进行了模拟研究。研究表明,高炉使用一定量的含碳复合炉料可以降低热空区温度,增加产量,降低焦比,高炉热利用效率明显提高,操作性能得到有效改善。     

双层含碳球团软熔滴落性能的研究

研究了内层为含碳球团、外层为精矿粉的双层结构复合含碳球团的软熔滴落性能,研究结果表明:双层含碳球团随温度升高,表现为先略微膨胀后有2段快速收缩的过程;当球团碳氧物质的量比为2∶3时,双层球团开始软化温度比普通球团高30℃左右,软化终了温度相差不大;当球团碳氧物质的量比为1∶1时,双层球团软化终了温度比普通球团低30℃左右,开始软化温度相差不大;在配碳量相同的条件下,双层含碳球团的开始熔化温度和开始滴落温度较低。     

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。     

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。     

高炉使用热压含碳球团操作的数学模拟研究

介绍了一种高炉炼铁新技术即高炉使用热压含碳球团技术,并利用多流体数学模型模拟该操作,对炉内现象和操作性能的变化进行了充分解析.数学模拟结果表明:热压含碳球团的使用将使得炉内温度水平降低,软熔带位置下降,但同时高炉产量增加,焦比显著降低.在一定范围内使用热压含碳球团,高炉热利用效率明显提高,操作性能将有效改善.     

碳酸化球团固结及其软熔滴落实验研究

考察了配煤量、养护时间、养护气体CO_2浓度和生石灰含量对碳酸化含碳球团抗压强度的影响并分析了添加10%的碳酸化含碳球团对高炉炉料的软熔滴落性能的影响。实验结果表明,随着煤粉加入量的减小、养护时间提高、CaO配比和养护气氛中的CO_2浓度增加,球团强度提高,炉料的软化区间(T40-T4)变宽,滴落区间(TD-TS)变窄。     

Fundamental Study on Carbon Composite Iron Ore Hot Briquette Used as Blast Furnace Burden

Carbon composite iron ore hot briquette (CCB) is the product of fine iron ore and fine coal by hot briquetting process, which attracts more and more attention as a new type of ironmaking raw materials aiming to improve the operation efficiency and reduce the coke consumption of blast furnace. This paper is devoted to experimental study on metallurgical properties of CCB and numerical simulation of the BF operation with CCB charging. At first, the metallurgical properties of CCB, including cold crushing strength, RDI, RSI, reducibility, high temperature strength, and softening and dripping are experimentally tested and compared with the common burdens, which revealed that the CCB possesses the required metallurgical properties and is suitable to use as the blast furnace burden. Then, the effects of charging CCB on the dripping properties of comprehensive burdens are elucidated based on the experiments under simulated blast furnace conditions. The results showed that the maximum charging ratio of CCB in the iron burdens is 40%–50% for achieving appropriate dripping properties of the mixed burdens. Finally, a multi‐fluid blast furnace model is used to simulate BF operation with CCB charging. According to model simulations, charging CCB will cause the temperature level to decreases in the furnace and the location of the cohesive zone shifts downward. On the other hand, the productivity tends to increase while coke rate and total reducing agent rate decrease, the heat efficiency improves remarkably and the operation performance of BF is effectively enhanced.     

反应气氛和温度对热压含碳球团还原反应进程的影响

热压含碳球团是利用煤的热塑性而将铁矿粉和煤粉热压成型的一种新型优质炼铁原料.还原性是炉料主要冶金性能之一,而反应气氛和温度对热压含碳球团还原反应进程有重要的影响.通过还原失重试验,重点研究了反应气氛和温度对热压含碳球团还原反应进程的影响.研究表明,热压含碳球团整个还原反应进程可分为两个阶段:第一阶段还原速率明显大于第二...     

宣钢高炉含铁炉料熔滴性能

对宣钢高炉炉料结构进行了熔滴性能试验研究。单矿的熔滴试验结果表明:宣钢常用的2种烧结矿软化性能较好,但滴落性能较差,1 520℃仍未滴落;3种球团矿中自产球总体熔滴指标最好但软化区间最长(313℃);2种块矿中PB矿开始软化温度最低软熔区间最长,试验中未能滴落。蒙古矿软熔性能较好,但滴落温度高达1 518℃。通过对15种配矿方案进行的熔滴试验,结果表明:降低烧结矿配比,提高PB矿比例可改善炉料的熔滴性能。在试验条件下,配矿方案为"烧结矿68%+球团矿16%+PB矿16%"的炉料结构熔滴性能最佳。     

含碳球团还原过程中粘接行为的量化研究

通过负荷还原试验,在温度为分别为1173,1273和1373K,负荷为0.1MPa,N2流量为1.0L/min条件下对含碳球团还原过程的粘接行为进行了研究,并且对粘结临界状态进行了明确界定,对粘结指数的测定方法进行了改进。研究表明,含碳球团在还原过程中出现粘接现象,温度是影响粘结的重要因素,温度越高,粘接越严重,1373K时,含碳球团的粘结指数达到88.7%,粘结指数能够客观地反映出含碳球团在还原过程中的粘接情况,铁连晶和氧化亚铁连晶生长出界造成含碳球团的粘接,温度的升高,铁链晶和氧化亚铁连晶长大速度变大,使连晶生长出界的可能性变大,球团粘接变得严重。     

混装铁焦对人造富矿还原行为的影响

 高炉炼铁是资源、能源的消耗大户,节能潜力巨大。铁焦是一种高反应性焦炭,将合适粒度和数量的铁焦与含铁炉料混装入炉,从理论上说具有降低焦比,取得节约稀缺炼焦煤资源和降低生产成本的潜力。对混合试样的还原机理进行了分析,并对铁焦与人造富矿的耦合反应进行了实验室研究,证明混入铁焦对烧结矿和球团矿的还原反应有明显的促进作用,提高温度和增加铁焦用量对提高铁矿石的还原度有利。