首钢股份焦粉粒级优化实践

为提高烧结矿产量和质量、优化烧结机参数,采用对辊+四辊破碎工艺替代原有对辊破碎工艺。通过一系列工艺改进措施,焦粉粒级+5 mm含量由20.16%降至9.45%,-3 mm粒级含量由62.98%增加至70.64%;烧结机参数得到优化,其中终点温度降低17.13℃,总管温度降低9.15℃;烧结矿产量提高140 t/d,转鼓强度提高1.24%,平均粒径提高0.45 mm,-10 mm粒级含量降低1.02%,燃耗降低0.72kg/t。

球磨时间对镁碳复合储氢材料结构和性能的影响

采用氢气气氛中高能球磨反应法，制备了40Mg60C镁碳复合储氢材料，研究了球磨时间对材料粒度、晶体结构和放氢性能的影响。结果表明，球磨2h材料的粒度即可达纳米级，约10～20nm，球磨时间再延长，材料团聚程度加重；球磨2h的材料为纳米晶和非晶结构，当球磨时间增加到4h时，材料几乎成为非晶结构；球磨时间4h时，材料储氢量已趋于饱和，最大放氢量为3．15％（质量分数）；材料放氢温度随球磨时间的增加而降低，球磨5h材料的初始放氢温度和放氢峰温降为275．18和314．94℃。

反应球磨法制备镁/碳纳米复合储氢材料

将无烟煤进行脱灰和碳化,制备微晶碳,再将微晶碳和铝添加到镁中,用氢气反应球磨法制取镁/碳纳米复合储氢材料。用透射电子显微镜、选区电子衍射、X射线衍射和差示扫描量热分析对储氢材料的粒度、晶体结构和放氢温度进行了测定。结果表明,微晶碳是镁粉的高效助磨剂,添加40%（质量分数）的微晶碳,球磨3h,即可将镁磨至20～40nm;添加微晶碳和铝能降低储氢材料的放氢温度;微晶碳具有类似石墨结构,较易磨至纳米级,层片之间能够储氢。

微晶碳在镁基复合储氢材料中的作用

为了提高金属镁的放氢动力学性能，将无烟煤经脱灰并碳化后制得的微晶碳添加到镁粉中，用氢气反应球磨法一步制得高性能镁碳复合储氢材料。用X射线衍射和红外光谱对微晶碳的结构进行了表征，用透射电镜、引射线能谱、粉末X射线衍射对储氢材料的结构进行了测试，用差示扫描量热分析和P—C-T分析对材料的储氢性能进行了研究。结果表明，微晶碳具有类石墨晶体结构，对镁有良好的助磨作用，并与镁有协同吸氢和放氢作用。镁粉中添加40％微晶碳，球磨2h的粒度即可达到30-50nm，储氢材料的初始放氢温度可低至227.4℃，储氢密度可达6.7％。

储氢材料67Mg29C3Ni1Al的放氢动力学研究

采用氢气反应球磨法，将煤基微晶碳及少量Ni和Al添加到镁粉中在1MPa氢气中球磨3h制得储氢材料67Mg29C3NilAl。放氢测试结果表明，温度越高，放氢速度越快，放氢量越大，数据拟舍得出放氢反应为表观一级反应。根据阿伦尼鸟斯方程计算得出，在300～350℃范围内，放氢反应表观活化能为（138．0±6）kJ／mol。与储氢材料70Mg30C及纯MgH2相比，微晶碳和催化剂Ni、Al缩短了储氢材料的放氢时间，加快了放氢速度，提高了放氢量，降低了表观活化能，放氢动力学性能得到了改善。

铝对镁碳储氢材料性能的影响

在球磨法制备镁碳储氢材料的过程中添加铝,制备了储氢材料50Mg40C10Al。用透射电子显微镜、X射线衍射和差示扫描量热分析对储氢材料的粒度、结构和放氢温度进行了测定。结果表明,球磨过程中铝不储氢;添加铝能提高镁碳储氢材料的储氢密度并降低其放氢温度,50Mg40C10Al的储氢密度达5.82%(质量分数),初始放氢温度为227.4℃。

储氢材料85Mg10C4Ni1Al的制备及性能研究

在Mg粉中添加微晶碳及少量Ni和Al，用机械力化学法氢气反应球磨制备储氢材料。球磨2～3h即可使Mg完成氢化，Ni和Al的添加可提高储氢密度，降低初始放氢温度和放氢高峰温度，加快放氢速度。储氢材料85Mg10C4Ni1Al的粒度约为100～300nm，其储氢密度达6．0％，初始放氢温度仅220℃，与传统Mg基储氢材料相比其储氢性能有较大改善。

镁基储氢材料对二硫化碳的加氢反应特性

以H2反应球磨法制备了镁基储氢材料,用储氢材料加热释放出的氢使CS2发生加氢反应生成H2S。X射线衍射分析表明,Mg球磨过程中与H2反应生成晶态MgH2,再经加热后释放出氢又成为晶态Mg;CS2与MgH2放出的氢反应生成H2S,用Pb(NO3)2溶液吸收H2S可得到晶态PbS。不同温度下的加氢实验表明,温度过低或过高都不利于储氢材料放氢与CS2加氢反应之间的匹配,只有在特定温度下才能使储氢材料的氢利用率达到最大值。

镁基复合储氢材料的研究进展

金属镁具有储氢密度大、价格低廉、资源丰富等优点,是当前最有发展前景的储氢材料之一,但其动力学性能差,需要高温才能吸收和放出氢气。为了改善其储氢性能,除制备镁基合金外,利用机械球磨法制备镁基复合储氢材料也得到了广泛研究。对目前制备的镁基复合储氢材料进行了分类,并分别介绍了各类的研究进展。

首钢京唐烧结熔剂结构优化研究及应用

通过对首钢京唐烧结两台550 m^2烧结机使用含钙熔剂的活性度、烧结过程中与铁矿粉的同化程度、液相流动性、矿相结构等进行测试、分析,认为配加钢渣的自产高钙活性石灰提高了烧结矿的首次收缩温度和液相出现温度,有利于生成低熔点共熔物。工业应用试验表明,采取自产高钙白灰搭配钢渣替代外购白灰的方法优化熔剂结构后,可在烧结矿质量指标稳定基础上,实现熔剂减量化和降本增效的目的。

烧结料面喷吹蒸汽对烧结矿质量和CO排放影响研究

近年来,烧结料面喷吹技术成为研究的热点,期望通过喷吹介质达到烧结节能减排改质的效果。前人研究了烧结料面喷吹天然气、焦炉煤气、氧气、烧结大烟道和环冷机废气等介质对烧结矿产、质量的影响。本文重点研究了烧结料面喷吹蒸汽对烧结矿质量和CO排放的影响,通过在烧结杯试验中对烧结废气成分和料层温度进行测试的手段评价了喷吹蒸汽的效果。研究表明烧结料面适宜的蒸汽喷吹可起到CO减排和改善烧结矿质量的综合效果。

超厚料层均质烧结技术的研究与应用

提高料层厚度能够充分利用烧结料层的自动蓄热作用,从而降低烧结工序的固体燃料消耗,因此厚料层烧结一直是烧结生产的主要发展方向之一。通过对烧结料层透气性进行理论分析,开展改善混匀料堆积效果、优化烧结布料时混合料粒度分布的横向偏析和纵向偏析等技术研究;同时通过优化操作参数、治理漏风和提高料温等措施,将首钢京唐公司550m2烧结机的料层厚度提高到910mm以上。结果表明:烧结矿中铁酸钙质量分数提高了3.67%、返矿率降低了2.36%、固体燃料消耗降低了1.93kg/t-s,达到改善烧结矿产、质量和节能减排的目的。

混匀矿堆料与取料过程物性特征变化研究

从优化混匀矿粒度偏析的角度出发,对堆存量为20万t的混匀矿料堆堆取料过程中的物料动安息角、粒度组成、料堆长大过程等物性特征变化进行研究。结果表明:随着堆存高度的增加,两侧动安息角整体呈下降趋势,从前期的37.1°逐渐下降至末期的32.3°,同时在下降过程中表现出有规律的上下波动状态;混匀矿堆料过程中,料堆下部混匀矿的平均粒径均明显高于上部,随着料堆高度的增加,上层取样点混匀矿平均粒径呈下降趋势,下层取样点平均粒径变化无明显规律;料堆两端部分的混匀矿与中间主体部分存在较大偏析,因此在实际取料时需对端部的偏析料进行处理,如返回预配料仓;根据断面分区测试结果,无论是在水平方向还是在垂直方向,混匀矿各粒级颗粒的占比均具有非常高的一致性,偏差保持在5%以内。

首钢股份高炉铁水脱钛工业试验研究

为解决高炉铁水含钛无法进行硅钢冶炼问题,在4000m3高炉上进行了炉前铁水脱钛工业试验研究。试验条件:使用自行开发的脱钛喷吹小车装置、碱性氧化物烧结矿返矿进行炉前脱钛,喷吹量为1%,喷吹位置为铁水沟前端。试验结果表明,铁水脱钛率为56.9%,脱硅率为41.2%,铁水从高炉到炼钢脱硫站的温降为140℃,属正常温降水平,但由于烧结矿中含硫使铁水硫含量有升高趋势。此外,整个脱钛工业试验无扬尘和喷溅,符合炉前环保和安全要求。

基于离散元的烧结圆筒混合机仿真模拟

为了改善混合机的制粒效果并减少其粘料的问题,采用离散元模拟(EDEM)软件对增加扬料板的烧结圆筒混合机的制粒过程进行数值模拟。模拟结果表明:当扬料板角度约为35°,扬料板高度约为平均粒径的10倍,圆筒转速约为5.5 r/min时,圆筒混合机提升的颗粒量约占颗粒总量的13.1%,混合制粒效果最佳;增大混合机扬料板的间隔,混合机提升的颗粒量有小幅度降低。结合现场生产经验,对某烧结厂混合机扬料板进行改造:将混合机入口0~4 m处扬料板间隔设为900 mm,出口0~3 m处扬料板间隔设为750 mm,混合机中部区域扬料板间隔设为600 mm。改造后,混合制粒的平均粒度有小幅度提升,混合机粘料问题显著减少。

烧结机头除尘灰特性及资源化利用进展

介绍了烧结机头除尘灰的特性以及目前针对烧结机头除尘灰的的利用方法,分析了各种利用方法的利弊,对未来烧结机头除尘灰的利用提出了展望。即先利用烟气循环工艺对烧结机头除尘灰进行减量化,再结合钢厂的实际情况,采取优化原料结构降低除尘灰中有害元素含量,回用烧结、分离有害元素制备肥料等高附加值产品及金属化球团等方式,实现其经济合理的再循环利用。

钢渣替代烧结白灰的试验

钢渣中含有大量能够循环利用的钙、铁、镁等成分,替代熔剂用于烧结过程是钢渣循环利用的重要途径之一。为提高钢渣在烧结过程中的使用比例,回收利用钢渣中的有用成分,采用XRD、矿相显微镜、微型烧结装置和烧结杯装置对某钢厂转炉钢渣进行了替代烧结白灰的试验研究。结果表明,钢渣的矿物组成主要是RO相(MgO、FeO和MnO的固溶体)、硅酸二钙、硅酸三钙等;钢渣作为熔剂用于烧结能够促进液相生成,提高液相流动性;钢渣搭配优质白灰替代部分低质白灰能够提高烧结矿的成品率和平均粒径,降低固体燃耗。