高炉风口区内焦炭的粒度分布与微观研究

文章针对焦炭劣化问题展开深入研究,旨在解析高炉内焦炭的微观结构变化及其对焦炭质量的影响。采用离线风口取样技术,获取不同粒度的焦炭样品。通过工业分析、X—射线衍射仪、扫描式电子显微镜等检测手段,系统地研究了焦炭的微观结构与矿物特性。研究结果表明,焦炭进入高炉后粒度减小会降低焦炭床透气透液性;随着<10 mm的焦炭占比减小,焦炭样品中的渣铁比例降低;与入炉焦炭相比,风口焦炭的灰分中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量减少,CaO和碱金属含量增加。为了保护焦炭,建议减少高炉引入的CaO和碱金属;风口焦炭内部有铁氧化物,表明高炉内铁水侵蚀也是高炉内焦炭劣化的因素之一。

Cross-upgrading of biomass hydrothermal carbonization and pyrolysis for high quality blast furnace injection fuel production:Physicochemical characteristics and gasification kinetics analysis

The paper proposes a biomass cross-upgrading process that combines hydrothermal carbonization and pyrolysis to produce high-quality blast furnace injection fuel.The results showed that after upgrading,the volatile content of biochar ranged from 16.19%to 45.35%,and the alkali metal content,ash content,and specific surface area were significantly reduced.The optimal route for biochar pro-duction is hydrothermal carbonization-pyrolysis(P-HC),resulting in biochar with a higher calorific value,C=C structure,and increased graphitization degree.The apparent activation energy(E)of the sample ranges from 199.1 to 324.8 kJ/mol,with P-HC having an E of 277.8 kJ/mol,lower than that of raw biomass,primary biochar,and anthracite.This makes P-HC more suitable for blast furnace injection fuel.Additionally,the paper proposes a path for P-HC injection in blast furnaces and calculates potential environmental benefits.P-HC of-fers the highest potential for carbon emission reduction,capable of reducing emissions by 96.04 kg/t when replacing 40wt%coal injec-tion.

高炉喷吹重整焦炉气工艺分析及减碳潜力研究

钢铁行业碳排放占我国碳排放总量的14%~18%,是工业领域排放量最高的部门。高炉-转炉工艺钢铁产量占我国钢铁总产量的89%,工艺流程长,吨钢碳排放达2 t。基于高炉-转炉工艺的碳减排是钢铁行业实现脱碳目标的关键。基于能质平衡模型,分析焦炉气及重整焦炉气用于高炉喷吹对高炉直接还原度、理论焦比值等工艺参数的影响,系统评估该工艺有望产生的高炉二氧化碳减排效益。结果表明,提高富氢气喷吹量和温度可有效降低焦比;而相同喷吹量条件下提高氢纯度,由于热补偿原因,焦比会有所上升。当焦炉气被重整为97.9%的富氢气体时,可实现高炉减碳34.62%,相比直接喷吹焦炉气,减碳潜力提升17.76%。碳减排主要得益于焦比降低和喷吹气碳质元素减少。高炉气发电也是减碳的关键环节,当喷吹气氢纯度由59.0%提升至97.9%时,该环节碳减排量由9.04%提升至10.85%。通过将焦炉气重整有望突破高炉喷吹富氢气体减碳潜力上限,具有潜在推广价值。

生物质能源在低碳炼铁中的应用及效益

介绍了生物质燃料及其处理方式、生物质基燃料在钢铁生产中的应用(包括焦炭生产、铁矿石烧结、高炉喷吹等)及其效益。炼铁过程中向高炉喷吹生物质基燃料,可减少CO_(2)排放量4%~5%。从生命周期评价发现,采用生物质能源可减少温室气体排放量6.7%~14.7%。此外,生物质处理的副产品也在低碳炼铁中发挥了重要作用。生物质基燃料在钢铁工业中具有巨大的应用潜力。

核桃壳炭与煤粉混合燃烧特性及协同作用研究

在“双碳”目标积极推进背景下,节能减排已经成为当前钢铁工业绿色低碳发展的首要目标。生物质作为可再生碳源,应用于高炉冶炼可有效降低高炉冶炼过程的CO_(2)排放。本文选取农业生物质核桃壳为原料,深入研究高温条件下煤粉和核桃壳炭的热化学行为,研究不同比例混合燃料的燃烧特性,探讨煤粉与核桃壳炭共燃的协同作用,确定最优混合比例范围。结果表明,核桃壳炭的加入可以改善高炉喷吹煤粉的燃烧性能,核桃壳炭与煤粉的最佳掺混比例为25%,此时混合燃料的综合燃烧性能指数为6.253×10^(-10)(min^(-1)·℃^(-3));可燃性指数为3.715×10^(-6)(min^(-1)·℃^(-2))。核桃壳炭的掺入,有利于高炉生产实现节能减排,推动废弃物资源化处理和钢铁行业绿色低碳发展。

高炉喷吹富氢燃料的探究

在“双碳”目标战略的背景下,中国钢铁行业的高质量发展和低碳化改革已经势在必行。采用高炉喷吹富氢燃料是当前钢铁行业主要关注的热点问题之一。通过对高炉喷吹富氢燃料技术、喷吹富氢燃料条件下高炉冶炼特点的探究,发现喷吹富氢燃料可以降低理论燃烧温度,增加炉腹煤气量,促进铁矿石的间接还原反应,改善高炉透气性,改变初渣成分,优化炉内温度场分布,影响煤气流分布,提高铁水质量,并降低生产成本。但还需进一步加强高炉喷吹富氢燃料的基础理论研究,探索与喷吹富氢燃料相匹配的炉料结构、高炉操作参数等,以期推动高炉喷吹富氢燃料技术的发展,为我国钢铁行业的可持续发展贡献力量。

冶金煤焦炭在线机械采样自动控制系统设计

我国冶金企业煤焦炭的质量检验在过去一直采用人工的方式采用挡料板从焦炭传送皮带上截取,这种方式不但劳动强度大,而且采样的代表性、检测频次、结果的及时性以及可靠性也较差。煤焦炭的自动化则可以解决以上问题,不仅能够提高对工人的劳动保护条件,还能够提高煤焦炭采样的及时性和准确性。本文按照采样规范YB/T4547-2016对煤焦炭在线采样设备的控制系统进行了设计,该设计能够实现冶金煤焦炭的在线自动和随机采样,该设计的初级子样量很好的控制在45-50 kg,采样量的精准性得到了控制,采样份样数从7个提高到28±5个,样品之间的质量误差≤5 %,完全满足采样规范YB/T4547-2016中的线管要求。本次设计的煤焦炭在线采样设备的控制系统能够大幅度提高煤焦炭质量数据客观性和可靠性,实现冶金高炉生产运行的稳定、安全、高产和高效。

新型高炉煤气干法脱硫技术在衡钢的应用

高炉煤气总硫含量约100~200 mg/m^(3),燃烧后不能满足工业炉窑的环保排放限值要求。文章提出了一种在TRT后端设置羰基硫转化装置的新型高炉煤气干法脱硫技术,并在某钢铁公司应用。运行结果表明处理后的高炉煤气含硫量小于5 mg/m^(3),满足高炉煤气燃烧后直接达标排放的要求。

焦炭气孔的非均匀劣化特征及其评价方法研究

作为多孔固体,焦炭从表面到内部呈现出典型的非均匀劣化特征,对高炉内焦炭层的空隙度有十分重要的影响。文中从多孔焦炭溶损过程的传质反应基本原理出发,分析了焦炭气孔非均匀演化的特征,并在前期研究基础上进一步完善了焦炭基质反应速率k v和气孔扩散系数D_(eff)的测定分析方法,给出更加准确易测的参数√k_(v)/D_(eff)来表征焦炭气孔的非均匀劣化特性,为完善焦炭质量评价体系提供帮助。结果表明:焦炭内部存在从纳米级到毫米级大小差异极大的气孔,有很强的非均匀性,不同孔径的气孔遵守不同的扩散规律和方程,应分别考虑计算,进而综合评估焦炭的孔扩散特性。随着失碳反应的进展,焦炭中的孔隙逐渐膨胀或合并为中孔和大孔,气孔扩散系数逐渐增大,劣化的瞬时非均匀性减小。焦炭√k_(v)/D_(eff)越小,劣化后的粒度均匀性更好,对高炉透气透液性越有利。

不同条件下焦炭的高温反应行为及热态性能评价

针对某钢铁企业四种捣固焦,研究了不同条件下焦炭高温气化反应行为,从不同角度评价焦炭热态性能。结果表明,在国标条件下,四种焦炭的CRI和CSR分别在21%~31%和54%~68%范围内。随着焦炭反应性的升高,气化溶损反应开始温度和激烈温度均降低,且两者分别在887~948℃和1315~1423℃范围内。随着溶损率的增加,焦炭C和D的固定溶损率反应后强度均降低,且前者大于后者,但两者差值明显低于国标条件下的差值。高炉实际运行结果显示,在其他条件不变的情况下,使用焦炭C和D时高炉技术经济指标相差不大。采用高温下固定溶损率反应后强度和平均反应速率评价焦炭的热态性能更符合炉内情况,推荐的检测条件为温度1200~1400℃、固定溶损率为20%~30%。

碱金属对高炉焦炭结构及性能的影响

焦炭在高炉冶炼过程中发挥着重要作用,高炉的大型化发展以及冶炼强度的提高对焦炭的质量提出了更高的标准,高炉入炉原料中的碱金属对焦炭的结构和冶金性能均有显著影响,为了保证高炉稳定顺行,有必要清晰了解焦炭在高炉冶炼过程中的劣化机制,并采取合理的焦炭质量控制措施。本研究采用气相吸附法考察了碱金属钾和钠对焦炭结构及性能的影响,对焦炭的基础性能检测分析,并采用工业计算机断层扫描(CT)观察焦炭的裂纹及气孔等微观结构。结果表明,钾蒸气对焦炭结构的劣化程度大于钠蒸气,并且随着钾蒸气含量增加,焦炭粉化程度增大,焦炭裂纹进一步延展,孔径增大;但是,焦炭吸附5%钠蒸气后,焦炭内部的裂纹及孔隙变化较小。

沥青熔化烟气综合治理技术开发与应用

针对炭素行业沥青熔化烟气处理不彻底,危废处理难度大,已无法满足当前国家环保要求等诸多问题,开发了一种静电捕集法+蓄热式焚烧法的协同治理方法。同时对过程中产生的危废进行焚烧,能够有效治理沥青熔化烟气,并且无二次污染,提高自动化程度,达到循环利用、节能降耗的效果。

汉钢炼铁焦炭烘干项目生产实践

以焦炭烘干技术原理,结合汉钢项目的建设、投运,系统总结分析焦炭烘干技术对炼铁生产的影响和作用。并通过烘干前后焦炭水分变化、高炉经济指标变化以及生产实际效果,对项目效益进行评估。

基于人工智能的高炉冶炼焦炭质量预测

人工智能技术在数据预测方面具有显著的优势,利用人工智能技术对焦炭质量数据进行预测,对于高炉冶炼产品品质预测具有关键影响。首先阐述了焦炭质量预测的影响因素,以及现有的人工智能技术在冶炼行业的研究。然后提出了一种基于人工智能的高炉冶炼焦炭质量预测的架构。接着论述了人工智能模型中用于生产预测的随机向量函数链接网络(RVFL),同时对该网络进行了神经元权重和网络结构的改进,以进一步提高模型预测的准确率。再者依据生产实际,选取了配合煤和生产工艺的各项指标作为特征向量,并以焦炭成品的质量作为标签,构建并训练了基于人工智能的焦炭质量预测模型。最后通过对某钢铁厂实际生产中的焦炭质量预测,对不同RVFL网络的性能进行对比和讨论,证明了改进算法后的RVFL的预测误差低于未改进的网络模型,在预测的准确率方面具有优势,能够满足冶炼生产的需要。

冶金生物焦炭替代常规焦炭的可行性分析

对冶金生物焦炭替代常规焦炭的可行性进行分析,探讨了生物焦炭在冶金工业中的应用潜力。通过实验测试和数据比对,发现生物焦炭具有较高的反应性和机械强度,适合用于取代常规焦炭在高温环境下的应用。研究结果表明,生物焦炭作为一种可再生资源,具有广阔的发展前景和环保优势,对于推动冶金工业的绿色转型具有积极意义。

ICP测定泡焦水中钾、钠、钙、镁、硫含量

采用ICP法快速测定泡焦水钾、钠、钙、镁、硫含量。介绍测定钾、钠、钙、镁、硫的技术创新,通过硝酸酸化浸泡液。相对传统的化学重量法与化学滴定法等,新方法检测速度快,分析步骤简单。新方法的使用为环保与高炉生产的稳定提供了重要数据。

1#高炉配用外购焦炭生产成本分析

探讨了炼铁厂1#高炉在相同操作制度下,不同焦炭配比对高炉焦比、煤比、燃料比、返焦量的影响,并详细分析了不同焦炭配比下吨铁成本的变化,最终得出了配加价格较低的外购水熄焦高炉吨铁成本反而上升的结论。

新钢2500 m^(3)高炉脱湿鼓风的研究与应用

针对新钢高炉取消中心加焦之后为提产降耗引入鼓风脱湿技术的现状,对高炉操作制度进行一系列的调整:风量增加扩大风口面积及布局的变化;喷煤量增加逐步扩大矿批;装料制度矩阵改矿、焦同角为“焦包矿”的布料模式,在开放中心气流时适当疏松边缘,保持合理的煤气通路;理论燃烧温度的提高相应调整热制度、造渣制度。通过鼓风脱湿技术运用与生产过程中四大制度合理调整,使高炉各项指标迈上一个新的台阶。

焦炭强度降低对高炉影响的综合分析

某焦化厂调整5#、6#焦炉的配煤结构,下调优质焦煤配比,增配底子料,调整后焦炭反应后强度由65%下降到59%。焦炭反应后强度降低后使用5#、6#焦炉自产焦炭的高炉生铁成本降低,但同时高炉也出现了风量回缩、顺行变差等问题,经调整逐步得到解决。

酒钢7#高炉应对焦炭质量调整的生产实践

分析了焦炭质量调整后的指标变化、高炉炉况稳定性和生产技术经济指标,通过制定调整方案、积极调整应对措施,实现了炉况基本稳定顺行,总结焦炭质量调整后的炉况应对措施及要点,为后续干熄焦检修期间炉况调整提供保障。