混装焦丁对高块矿配比含铁炉料软熔行为的影响

钢铁工业的低碳化对支撑我国“双碳”目标具有重要意义。提高块矿的入炉比例是降低高炉炼铁碳排放的一个重要措施,而如何减轻高块矿配比对高炉冶炼过程的不利影响是该工艺应用的关键限制性环节。本文通过软熔试验考察块矿配比、焦丁混装量、焦丁加入方式等对综合炉料软熔行为的影响。结果表明:随着块矿配比由12%提升至24%(块矿完全替代球团矿),软化开始温度和熔化开始温度分别降低60℃和39℃,软化区间较大幅度增加,滴落温度降低,软熔带位置上升。软熔区间变宽导致S值进一步增大至195.29 kPa·℃,提高了30%以上,即炉料的软熔性能逐渐变差。混装4 g焦丁(28.6 kg/t铁水)条件下熔化开始温度由1 397℃提高至1 440℃,S值从185.16 kPa·℃降低至46.61 kPa·℃,降低了约75%,料层的透气性明显提高,即显著改善了炉料的软熔性能。但进一步提高混装量则效果不大,此外混装的效果要好于层装。当温度超过熔化开始温度(T_(s))时,焦丁的消耗变得明显,其在整个软熔过程中的消耗率为40%左右。本文研究结果可为高块矿配比炉料结构下高炉的高效冶炼提供参考。

酒钢本部高炉炉料冶金性能试验及研究

酒钢本部高炉后续将长期面临70%以上烧结矿配比,降低碱度控制标准将造成烧结矿冶金性能下降,通过开展对综合炉料结构冶金性能研究,寻找不同炉料搭配使用时冶金性能的变化规律,为合理高炉炉料结构提供技术支撑。

基于交互反应优化高球比炉料结构的研究及应用

不同炉料之间存在着交互反应,采用熔滴性能试验,对京唐高炉高球比条件下的合理炉料结构进行了研究。结果表明,不同炉料搭配后软化性能和熔滴性能有明显差异:烧结矿与酸性球团矿、碱性球团矿搭配的炉料结构性能最优;烧结矿与碱性球团矿搭配的炉料结构性能居中;而烧结矿搭配酸性球团矿并配石灰石的的炉料结构性能较差。2019-2021年,京唐3座5500m^(3)高炉采用优化后的高球比炉料结构,球团矿比例达50%以上,其中3号高炉月均球团矿比例最高达到65%,3座高炉长期稳定顺行,主要技术经济指标持续提升。

高富氧喷吹条件下钒钛炉料的软熔性能

高炉炼铁工艺是钢铁冶金中能源消耗量最高的流程之一。在国家“降碳减碳”政策的号召下,保证高炉稳定顺行是节能减排的重要前提。高炉软熔带的位置、形状对炉内煤气流的分布状态及高炉的稳定顺行具有重要影响。本文通过模拟高富氧喷吹条件下高炉的还原性气氛,在不同还原性气氛条件下采用高温熔滴炉进行钒钛炉料的软化熔滴试验。结果表明:随着富氧率的提高,煤气中CO的体积分数增加,钒钛炉料的软化开始温度和软化结束温度均降低,软化温度区间变大;当CO体积分数从30%增加到45%时,软化开始温度下降72℃,软化结束温度下降43℃,软化温度区间扩大29℃。富氧喷吹后,熔化开始温度升高,炉渣流动性变好,滴落物质量增加;富氧喷吹后,钒钛炉料的软熔带整体呈现“上移扩大”的趋势,软熔带的最高压差逐渐降低,透气性得到改善,Ti元素向渣中迁移增强,Fe元素向渣中迁移得到抑制。

不同块矿配比条件下的高炉炉料结构

为实现高炉的经济、高产和高质,邢台某钢铁企业采用了富氧大喷吹的工艺措施。围绕高炉现场的原燃料条件,在低烧结矿比的条件下,研究了调整不同块矿及球团矿等酸性炉料的入炉量对降低软熔带位置、改善料柱的透气性、提高高炉的透气性指数和煤气利用率的影响。研究结果表明:当炉料结构为烧结矿+球团矿+南非矿时,随着南非块比例的增加,软熔带的位置上移,滴落温度升高,最大压差和特征值升高,料柱透气性变差,另外南非块碱金属较高,易损坏焦炭结构,故南非块长期使用时,配加比例不宜超过8%;在烧结矿和球团矿入炉比例一定的情况下,逐渐使用纽曼块、SP10替代南非块,当南非块与纽曼块比例为1∶1时,最大压差和特征值最低,料柱透气性最佳为868 kPa·℃,即南非块和纽曼块均为10%较适宜;随着SP10矿替代比例的增加,软熔带区间变宽,且最大压差和特征值都明显升高,炉料的熔滴性能恶化;由于SP10爆裂性能较差,易导致粉末产生量较多,进一步造成料柱透气性恶化,因此SP10不易超过6%。

中金2号高炉经济炉料冶炼的探索与应用

阐述了中金公司2号高炉经济炉料冶炼的应用过程。通过总结生产中的经验教训,摸索出了适应低品位、高Al2O3、高块矿比以及含钛炉料低消耗冶炼的操作方法,在降低生产成本的同时,能够提高企业的经济效益。

莱钢3 800 m^(3)高炉经济炉料下的生产实践

分析了3800 m^(3)高炉在面对新的钢铁生产形势,采用经济炉料冶炼。通过创新建立气流指数模型,实现布料加权角度系统的研判。通过对风口面积、火焰温度科学选取和冶炼过程中造渣制度与炉身静压的管理,高炉实现低碳降耗,工序能耗降低至350.43 kgce/t。

稀盐酸对铸造镁合金回炉料混料判定的影响

在铸造镁合金熔炼过程中添加回炉料时,用稀盐酸滴在回炉料锯切的光洁面上,可根据合金表面与稀盐酸反应时不同的反应现象区分铸造镁合金材料牌号。有效识别回炉料成分,防止发生混料、造成成本浪费。

一种高炉炉料颗粒形状系数的测定方法

专利号:ZL201110108263.0专利权人:宝山钢铁股份有限公司设计人:陈永明 姜伟忠 朱锦明陶卫忠 冯新华 付长亮周 宇 杜开平本发明涉及一种高炉炉料颗粒形状系数的测定方法,该方法包括以下步骤:①对高炉炉料颗粒样品进行封蜡处理;②对进行封蜡处理后的高炉炉料颗粒。

基于运动轨迹和径向距离的高炉料面堆积形状建模方法

高炉料面形貌是反映煤气流分布和煤气利用率的关键指标,研究高炉料面炉料堆积形状数学建模方法对实现高炉精准布料控制和“双碳”战略在钢铁行业落地具有重要意义.针对高炉多环布料情况下料面堆积形状预测难的问题,本文提出了一种基于炉料运动轨迹和径向移动距离的高炉料面炉料堆积形状建模方法.首先,提出了一种与炉料初始状态和溜槽状态相关的炉料运动轨迹建模方法,获取炉料从节流阀至料面的炉料运动轨迹,并确定炉料在炉喉空区的内轨迹曲线和外轨迹曲线.然后,基于炉料运动轨迹和初始料面形状,以体积守恒原则为约束,提出了一种基于炉料径向移动距离的高炉料面炉料堆积形状数学建模方法,获取炉料在料面的堆积形状.最后,基于某钢铁厂2#高炉的尺寸建立离散单元法(Discrete element method,DEM)仿真模型,模型仿真结果验证了所提方法的准确性和有效性.

高比例块矿高炉块状带炉料运动的物理模拟

以宝钢某高炉为原型,搭建二维狭槽模型,采用物理模拟的方法,对块矿比例提高后炉料在高炉块状带的运动规律进行了研究。结果表明:块状带炉料的运动可分为静止区、类静止区、汇聚流区及管道流区,管道流区是炉料下降的最主要区域,静止区的存在对炉料下降通道有压缩作用;以炉料下降通道炉墙侧距中心30%线为参考线,用块矿代替部分球团矿后,炉料下降最快位置更靠近高炉边沿,边沿气流受到抑制,导致高炉透气性变差。为此,建议在操作应对策略上,应根据热负荷的变化,及时疏松边沿降低压差,并结合块矿性质控制好软熔带根部位置,同时加强原料筛分管理、强化炉前作业等。

改性电炉钛渣酸解法制备沸腾氯化炉料新工艺研究

以改性电炉钛渣为原料,采用硫酸浸出-氟化氢铵浸出-盐酸浸出三段联合新工艺制备满足沸腾氯化要求的炉料,从热力学和浸出行为两方面对沸腾氯化炉料新工艺进行研究。研究结果表明:硫酸浸出可分解黑钛石相,并生成Ti OSO_(4),经水洗后TiOSO_(4)进入到滤液中。在酸矿比为1.7,熟化温度为250℃、熟化时间为2 h的条件下,Al、Ca、Mg、Si和Fe的浸出率分别为84.90%、26.90%、82.70%、12.03%和89.13%,Ti O_(2)品位和回收率为72.58%和42.41%。钙镁硅酸盐可以被氟化氢铵分解并生成CaMg_(2)Al_(2)F_(12)沉淀。在NH_(4)HF_(2)质量分数为15%、液固比为10:1、浸出时间为2 h、浸出温度为25℃的条件下,Al、Ca、Mg、 Si和Fe的浸出率分别为29.21%、 2.25%、 2.32%、 98.01%和26.74%, Ti O_(2)品位和回收率分别为82.31%和89.60%。氟化氢铵浸出渣中的钙镁氟化盐可以被盐酸浸出分解。在盐酸质量分数为15%、液固比为10:1、酸浸温度为25℃、酸浸时间为4 h的条件下,Al、Ca、Mg、Si和Fe的浸出率分别为91.24%、93.15%、92.89%、1.29%和70.12%,获得最终产品二氧化钛品位超过94.36%,杂质氧化钙和氧化镁质量分数分别为0.32%和0.14%的沸腾氯化炉料。

转炉炉料配比对渣钢间锰分配比影响的试验研究

采用转炉双渣脱磷、少渣冶炼的工艺进行锰矿直接合金化工艺。选取终点炉渣和钢水的样品进行化学成分和矿相检测,分析试验中不同锰矿、造渣料最佳配比对渣钢间锰分配比的影响。采用试验设计的炉料配比,得到的锰收得率为15.87%~79.3%,平均为45.05%;渣钢间锰分配比为21.97~37.96,平均为31.17;铁水脱磷率86%~92%,平均为88%。第9组、第4组和第13组的炉料配比得到的渣钢间锰分配比较低,在22~25。影响渣钢间锰分配比的主要因素是钢水温度、终点碳含量、炉渣碱度和氧化铁,得到了这些因素与渣钢间锰分配比之间的定量关系。获得低锰分配比的炉料配比是石灰比例为25%~30%,烧结矿比例为30%~40%,锰矿比例为15%~20%,轻烧白云石比例为20%~30%。

烧结矿碱度对综合炉料交互反应的影响

以不同碱度的烧结矿及烧结矿与块矿的混合矿为研究对象,利用荷重软化熔滴装置,考察了烧结矿碱度对综合炉料软熔性能及不同炉料间交互作用的影响.研究发现:随着烧结矿碱度增加,炉料结构中块矿的质量配加比例提高,炉料间的交互作用增强,主要表现为综合炉料软化开始温度及熔融开始温度降低,混合炉料的透气性得到改善.炉料结构的变化使矿物间的交互反应随着烧结矿碱度的提高而增强,进而导致液相成分发生改变,降低了初渣物相熔点,而烧结矿碱度过高时会恶化料柱的透气性.同时通过扫描电子显微镜-能量色散谱仪(SEM-EDS)及X射线衍射(XRD)精修表征整个还原过程烧结矿物相变化,渣相中主要物相为浮氏体和硅酸钙,随着烧结矿碱度增加,在不同断点2CaO·SiO_(2)的含量呈现降低趋势,表明烧结矿还原过程生成的高熔点物相随之降低,综合炉料的液相生成温度随之降低,炉料间交互作用增强.因此,适当提高烧结矿碱度,提高块矿入炉的质量配比,利于高炉的强化冶炼.

喷吹高钙烟煤对含铁炉料熔滴性能的影响

针对某高钙烟煤低灰、低硫、低磷、高CaO、高热值、高燃烧率的特点,本文进行向高炉喷吹该烟煤的试验,研究熔剂入炉方式变化对含铁炉料性能的影响,探索高比例喷吹该烟煤条件下的炉料结构,为该烟煤大规模应用高炉喷吹奠定基础。研究结果表明:使用该烟煤后,除熔融开始温度和软化区间略有提高外,其他指标均降低;保持烟煤占比为30%不变,随着煤比由140 kg/t上升到200 kg/t,炉料的软化开始温度、软化终了温度、熔融终了温度逐渐增加,熔融开始温度、软化区间、最大压差变化不大,熔融区间和软熔层厚度呈现出先升高后降低的趋势;保持煤比为160 kg/t不变,随着烟煤占比从30%上升到100%,炉料的软化开始温度、软化终了温度、熔融开始温度、熔融终了温度整体呈现先升高后降低的趋势,软化区间呈现出先降低后升高的趋势,熔融区间、最大压差和软熔层厚度也呈现出先升高后降低的趋势。

50%CO_(2)+50%CO气氛条件下金属化炉料与焦粉耦合过程的非等温反应动力学

研究金属化炉料与焦炭的非等温耦合过程,可为阐明新型炉料结构的反应行为提供理论基础.本文中在50%CO_(2)+50%CO气氛下对金属化率为51%的炉料、焦粉及两者混合物料的非等温反应动力学进行研究,采用Coats-Redfern法计算并分析了耦合反应的表观活化能和反应机理.结果表明:混合物料在1 014 K时开始发生氧化增重反应,并在1 248 K时增重速率达到最大,与单金属化炉料的特征温度相近;混合物料的快速失重温度低于单焦粉的快速气化温度,这是由于焦炭气化与炉料还原起到了耦合增效作用;混合物料增重阶段的机理模型由单金属化炉料的R_(2)模型变为F_(2)模型,表观活化能由134.66 kJ/mol增至371.02 kJ/mol;焦粉气化的机理模型为F_(2)模型,表观活化能为389.45 kJ/mol;混合物料失重阶段的机理模型为D_(6)模型,表观活化能为778.04 kJ/mol.

碳铁复合炉料制备实验室探索研究

对生产煤样进行工业分析,对使用矿粉进行化学分析和粒度分析。对碳铁复合炉料制备进行了探索性试验,结果表明:炭化后所有样品均发生黏结,配加肥煤炭化后的样品融合在一起,中间产生了很大的孔洞;配加1/3焦煤的样品发生了部分融合;配加焦煤和瘦煤的样品发生的主要是界面黏结。配加焦煤、瘦煤和肥煤的样品的转化率均在70%以上,配加气煤和1/3焦煤的样品的转化率在70%以下。碳铁复合炉料中除了配加气煤的样品的固定碳含量为42.4%之外,其他煤样制备的碳铁复合炉料的固定碳含量均为50%~62%,与传统焦炭固定碳含量相比要低。炭化后样品的金属化率最高的为配加王家岭瘦煤样品,其次为配加宝资焦煤样品,而金属化率最低的为配加官桥气煤样品。由于样品中的铁具有很好的催化作用,反应过程中样品结构被严重破坏,样品发生了严重粉化;与传统焦炭相比,碳铁复合炉料反应后强度较差。

基于极大似然循环自更新神经网络的高炉料位时空特征融合测量方法

高炉料位实时高精度测量是高炉精细化智能布料控制的前提,更是保证高炉高效、绿色和低碳冶炼的关键。在高炉实际生产过程中,炉内处于高温高压密闭多尘环境下,传统的机械及雷达探尺料位测量方法面临料位测量精度与连续性无法兼顾的挑战。为此,本文提出基于极大似然循环自更新神经网络的高炉料位时空特征融合测量方法,该方法通过周期提取及极大似然估计等手段,精准提取雷达探尺料位时空特征,并以机械探尺信息为基准,构建能融合雷达数据时空分布特征及机械探尺数据的循环自更新神经网络结构,从而实现高炉料位实时连续高精度测量。研究结果表明:本文方法不仅能与雷达探尺实时连续测量高炉料位,且测量精度逼近机械探尺的测量精度,为高炉精细化绿色低碳冶炼提供了数据支撑,实用价值明显。

电子束冷床炉回收纯锆返回炉料的工艺研究

开展了电子束冷床炉回收纯锆块状、屑状返回炉料的工艺试验,研究了块状返回炉料添加比例对Fe、O含量控制的影响、电子束熔炼过程中杂质的去除机理以及熔炼工艺参数对铸锭质量的影响,对试验铸锭的表面多点取样进行了化学成分分析,铸锭表面质量良好,杂质含量、化学成分均匀性均满足相关标准要求,可为进一步研究提供参考。

低烧比条件下的高炉炉料结构优化研究

通过对入炉原料冶金性能差异、高炉生产实际与炉料结构熔滴性能的对应关系等方面分析了低烧比下造成高炉冶炼困难的原因以及改善炉料透气性的措施方法,并在实验室内研究了碱性球团矿的性能及其对炉料结构熔滴性能的影响。结果表明:酸性球团矿入炉比例的大幅提升及其与高碱度烧结矿软熔性能的巨大差异是造成限产期间高炉透气性变差的主要原因;碱性球团矿抗压强度、冶金性能优良,配加碱性球团矿可以大幅优化炉料软熔性能,是改善低烧比下高炉炉料结构透气性的可行措施。