钢铁工业含锌尘泥回转窑处置技术的应用进展

钢铁冶炼过程(炼铁、炼钢)会产生大量的含锌尘泥,该尘泥不宜直接返回炼铁工序,一般以厂内长期堆存或外委等方式进行处理。随着我国钢铁企业“固废不出厂”“循环经济”“绿色制造”等新理念的深入推进,在钢铁厂内部采用新型回转窑技术直接处置含锌尘泥成为大势所趋。本文介绍了传统回转窑处置含锌尘泥技术的工艺流程,从原料、生产过程和产品特点等方面分析其不足,提出采用原料造球、多喷孔分级进风等创新技术的新型回转窑处置技术,该技术明显提高了回转窑处置能力,缓解了回转窑结圈,已相继在永锋钢铁、八一钢铁、诚钰环保等钢铁企业和环保公司稳定运行,产生了良好的经济与社会效益。该技术在多固废协同处置、热渣干式冷却等方面具备应用前景。

《烧结球团》2024年“烟气多污染物治理”专刊征稿通知

国务院2023年11月30日印发《空气质量持续改善行动计划》的通知,要求协同推进降碳、减污、扩绿、增长,以改善空气质量为核心,以减少重污染天气和解决人民群众身边的突出大气环境问题为重点,以降低细颗粒物(PM)浓度为主线,大力推动氮氧化物和挥发性有机物2.5(VOCs)减排。钢铁行业是我国工业领域最大的大气污染物排放源,是污染防治攻坚战的主要阵地。近年来,标准不断收严、差异化环保管控促进了行业环境绩效大幅提升,为打赢蓝天保卫战提供助力。但是,目前钢铁行业颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放仍占全国工业源的12.1%、16.4%和22.3%,依然是排放大户。

关于召开2024年烧结球团学术交流年会(第48届)暨“低碳绿色冶金”创新论坛的通知

各网员单位及行业相关单位:2023年,我国钢铁行业进入一个深度调整周期,全行业面临产能压降、品种优化、碳达峰碳中和、超低排放、固废处置、智能制造等多重挑战,如何更好地适应行业新阶段的形势变化,协同推进绿色低碳与降本增效高质量发展,成为行业关注的共同话题。烧结、球团及铁前系统作为钢铁流程中极致能效和减碳降污的重要工序,在科研院所、设计院、钢铁企业以及设备供应商等全产业链的持续创新和深化合作下,相继建成了一批具有代表性示范性的绿色低碳铁前示范产线,对推进行业技术变革和转型升级起到了重要作用。

2023年度《烧结球团》优秀编委

《烧结球团》编委会是期刊编辑出版的学术指导机构,是期刊核心竞争力的重要组成部分,对期刊发展起着重要的支撑作用。根据2023年度编委对期刊的学术指导作用与支持力度,在选题策划、撰稿、组稿、审稿、学术会议等方面作出的贡献,以及编委履行"编委会章程"中相关的权利和义务等情况,评选出22位优秀编委。

《烧结球团》投稿须知

《烧结球团》(ISSN 1000-8764,CN 43-1133/TF)杂志创刊于1976年,双月刊,是经国家新闻出版署批准,由中冶长天国际工程有限责任公司(原国家大型甲级综合设计研究单位——冶金工业部长沙冶金设计研究总院)主管主办,面向国内外公开发行的全国中文核心期刊,行业权威期刊。本刊一贯突出学科专业特色,坚持学术质量与编校质量并重的原则,已取得了一些成绩和荣誉,如:连续10届入编《中文核心期刊要目总览》;被评为“RCCSE中国核心学术期刊(A-)”;入选有色金属领域高质量科技期刊分级目录(T3);荣获第五届湖湘优秀出版物奖、第九届湖南省“双十佳”期刊奖;获湖南省培育世界一流湘版科技期刊建设工程项目、中国科技期刊卓越行动计划选育高水平办刊人才项目资金支持。

2023年度《烧结球团》优秀青年编委

《烧结球团》青年编委会是《烧结球团》编辑部的辅助办刊机构,在专家、作者、读者与编辑部之间发挥桥梁和纽带作用。青年编委会承担撰稿、组稿、审稿、专刊策划、宣传、学术会议等工作,协助编辑部不断提升期刊的学术水平和影响力。根据2023年度青年编委的投稿量、审稿量、年会参与以及期刊宣传等工作情况,评选出12位优秀青年编委。

预造球强化难制粒精矿烧结工艺

随着进口铁矿石价格的增长,充分利用廉价的难处理铁矿资源成为钢铁企业降本增效的关键。本文针对难制粒精矿在烧结中利用率低的问题,在复合造块法的基础上开发了预造球工艺,显著提高了难制粒精矿的配入量,有效改善了制粒效果与烧结产、质量指标。研究表明,在难制粒精矿配比达到36%时,采用预造球制粒可以使准颗粒平均粒径提高1.53 mm,透气性指数提高0.17。在此基础上,垂直烧结速度提高13.97 mm/min,利用系数提高0.815 t/(m^(2)·h),转鼓强度提高3.39%。预造球烧结中,由于难制粒精矿的分离,常规制粒料部分的制粒性能得到优化,局部碱度得到提高,形成大量的针柱状铁酸钙。在常规制粒料与球团料交界处固相固结与液相固结同时存在,铁酸钙与铁氧化物相互交织,形成球团嵌入式分布的成品矿结构,具有良好的成矿效果和强度性能。

磷矿粉球团冷固结成型试验及机械性能的影响因素

针对磷矿粉矿无法直接入炉冶炼黄磷的问题,本文采用磷矿粉冷固结成型方法来制备磷矿粉球团,研究黏结剂用量、水分添加量、成型压力和烧结温度对磷矿粉球团落下强度和抗压强度的影响。研究结果表明:球团的抗压强度和落下强度随黏结剂用量的增加而升高,随成型压力的增加呈现先升高后降低,随水分质量分数的增加呈现先升高后降低,抗压强度随着烧结温度的升高而升高;在黏结剂用量为0.4%、水分质量分数为8%、成型压力为11 MPa条件下制备的磷矿粉生球团的抗压强度可达148.46 N/P,落下强度达46次/(0.5 m);在1200℃下烧结2 h后,磷矿球团的抗压强度可达966 N/P,且经跌落破碎后无粉化现象。本文旨在弥补富磷矿块矿资源的不足,并为进一步促进磷矿粉矿在黄磷生产中的应用提供参考。

500m^(2)烧结机强化混匀技术研究与应用

针对实际生产中,当混合机填充率无法达到设计水平以及混合料中配加难制粒物料时而导致的混匀制粒效果不理想,烧结矿转鼓指数差的问题,本文在500 m^(2)烧结机工艺中配加20%FMG粉矿的条件下,结合弗鲁德准数计算,对烧结机混料系统工艺进行了研究。结果表明,当一次混合机的设计转速低于合理转速(6.94 r/min)时,烧结混料系统混匀制粒效果较差,通过采取将一次混合机加水比例由80%降低至75%并后延加水位置3 m的技术措施,增强了一次混合机混合料的混匀水平,使混合料制粒效果由39.12%提高至48.98%,解决了配加20%的FMG粉矿之后出现的烧结混合料黏结团聚、制粒效果差的问题,消除了烧结矿断面不均匀现象,最终使得烧结矿转鼓指数由76.14%提高至78.44%。

高炉布袋灰预制粒对烧结过程的影响

针对烧结过程添加高炉布袋灰引起烧结矿过程和有害元素含量增加的问题,本文进行了高炉布袋灰预制粒和烧结参数变化对烧结过程和Zn、K及Na元素脱除率的影响规律的研究。结果表明,对高炉布袋灰进行预制粒获得的小球,能够满足烧结配料的基本要求。随着布袋灰小球配加量增加,烧结温度升高,烧结时间延长,垂直烧结速率下降,烧结矿转鼓指数和成品率先增加而后下降,Zn、K及Na元素脱除率先增加后逐渐降低。布袋灰小球与炉箅子距离的增加,对烧结矿的各项指标影响不大,但Zn元素的脱除率降低明显。布袋灰小球配碳量、碱度和烧结负压的变化对Zn、K及Na元素脱除率影响较小。布袋灰小球用于烧结的适宜工艺参数:碱度为1.93,尺寸为3.8 mm,小球配比为4%,在料层中位置距炉箅子100 mm,烧结负压为10 kPa。

碳中和背景下我国低碳炼铁技术发展现状与前景

我国钢铁生产工艺长期以“高炉—转炉”长流程为主,能源结构高碳化特征明显。作为钢铁流程中的碳排放大户,炼铁系统深度减碳成为我国钢铁行业实现碳中和目标的关键。本文分别从高炉炼铁和非高炉炼铁两个角度出发,梳理总结了各主要低碳炼铁工艺技术的研究进展和主要问题,并对其应用前景进行了展望。我国钢铁工业应把技术创新作为降碳的核心要素,结合行业发展趋势和自身特点,加大力度开发适合我国国情的低碳炼铁新技术;综合考虑资产保值、技术成熟程度和降碳潜力,短期内应以基于现有高炉工艺的深度脱碳技术创新为主要方向,从而为远期零碳钢铁的发展提供过渡方案和缓冲空间;中长期以富氢气基竖炉直接还原技术为发展重点,不断提升其技术成熟度和经济适用性,逐步提高氢气比例直至全氢冶炼;氢基熔融还原技术和电解还原铁技术的发展任重道远,未来有望成为实现我国钢铁行业碳中和目标的解决方案之一。

Fe_(2)O_(3)对高硅碱性球团固结性能的影响

深入研究Fe_(2)O_(3)对于高硅碱性球团生球以及成品球性能的影响,有助于促进基于我国铁矿资源特征的低碳炼铁技术发展。本文通过调整碱性球团用混合料中Fe_(2)O_(3)的含量,解析Fe_(2)O_(3)对高硅碱性球团生球、预热球和成品球性能的影响规律,并采用扫描电镜以及图像识别处理系统表征高硅碱性球团的微观矿相结构。结果表明:随着混匀矿中赤铁矿配比的提高,高硅碱性球团生球、预热球和成品球的抗压强度均有所降低,随着Fe_(2)O_(3)配比的升高,成球性能劣化,生球的抗压强度降低至9.04 N/P。赤铁矿连晶固结性能变差,成品球的强度降低至3433 N/P。当两种矿粉的配比为50%时,球团孔隙率急剧增大为32.8%,A矿粉配比不宜超过40%。微观矿相结果表明,随着Fe_(2)O_(3)含量的增加,球团内部小颗粒尺寸晶粒变多,大颗粒尺寸晶粒减少,平均颗粒面积减少,晶粒间连晶性能变差,固结性能削弱,内部孔隙率提高。在制备高硅碱性球团时,含Fe_(2)O_(3)的精矿粉配加不宜太高,会对球团矿的固结性能产生不利影响。

基于YOLOv3的袋式除尘器滤袋破损自动检测方法

干式除尘装置中袋式除尘器的滤袋在长时间使用后会出现破损,造成能源消耗增加、除尘效率降低、污染环境等严重问题。为此,本文采用在除尘舱室处搭建粉尘烟雾检测摄像头,并基于YOLOv3算法检测袋口烟雾的泄漏情况。试验检测步骤:①根据真实除尘舱室尺寸设计袋式除尘器袋口烟雾泄漏实验室平台,采集不同洞口烟雾泄漏的图像数据;②使用软件标注这些图像数据;③搭建Darknet深度学习框架,采用YOLOv3算法对图像数据进行训练,并依据模型计算结果识别破袋情况。结果表明:模型对于批量图像的识别准确率能达到91%以上,对于连续视频的识别准确率可达95.65%。本文系统可以减少除尘器运行中的人工检测,降低工厂人力资源成本和工人劳动强度,可以避免生产中的安全隐患和损失,可以为工厂的生产安全及定期维护提供技术指导,也为全厂智能化生产提供了有效的方案。

带式焙烧机台车车体热力耦合仿真计算

为揭示带式焙烧机台车车体在低温-高温-低温循环往复工况下温度场和各种荷载对车体主梁变形和应力的影响规律,本文以国内某钢铁企业带式焙烧机台车车体为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件,采用直接热力耦合方法,对带式焙烧机台车车体在干燥段、预热段、焙烧段、均热段、一冷段和二冷段工作过程的温度分布进行分析,计算焙烧段台车车体在静力作用和热力耦合作用两种工况条件下的变形和应力,分析不同横梁高度、焙烧温度对台车主梁应力和变形的影响规律。结果表明:焙烧段台车车体的最高温度为650℃,上、下表面最大温差为140℃,上表面为压应力,下表面为拉应力,最大应力位置在主梁中间,为21.6 MPa,最大垂向变形为5.37 mm。本文通过仿真计算获得了不同横梁高度、焙烧温度对台车主梁应力和变形的影响关系,可为带式焙烧机台车车体的优化设计提供依据。

烧结烟气条件下微波催化直接分解NO脱硝试验

复杂烧结烟气条件下,实现低温高效直接分解NO具有极大挑战性。在低温过量O_(2)且含SO_(2)和CO_(2)气氛下,本文通过研制CeO_(2)/MgCo_(2)O_(4)-40% BaCO_(3)催化剂用于微波催化高效直接分解NO,并考察该催化剂的脱硝和抗硫性能;通过XRD和TEM表征分析催化剂失活以及改性后失活得到改善的原因。结果表明:当进入气体中CO_(2)体积分数为5%时,该微波催化剂的脱硝率几乎保持稳定;引入CeO_(2)后,该微波催化剂的抗硫性能明显提升,在SO 2体积分数为0.1%气氛下,当反应温度仅为250℃时,该微波催化剂可实现99.9%的NO转化率和99.9%的N 2选择性;TEM结果表明,反应前后,该催化剂的形貌特征无明显差异。本文建立的微波催化直接分解NO的脱硝新方法,可为复杂烧结烟气条件下绿色深度脱硝提供新途径。

基于沸腾炉焙烧脱硫灰的复合催化热分解效应

为解决烧结烟气脱硫灰中主要成分亚硫酸钙不稳定等问题,本文利用沸腾炉对脱硫灰的催化分解效应进行了研究,其中,催化剂为硫化亚铁和硫酸亚铁配成的复合催化剂。通过对脱硫灰的催化分解过程进行热重分析,同时探讨复合催化剂配比、保温时间、反应温度、气体流量等因素对沸腾炉中脱硫灰的脱硫率及焙烧产物的影响。热重结果表明,添加复合催化剂后脱硫灰分解温度降低了100℃左右。沸腾炉试验表明,当反应温度为900℃,气体流量为3000 mL/min,复合催化剂配比为2.5∶1,保温时间为30 min时,脱硫率可达91.41%。脱硫灰催化分解生成的SO_(2)可为后续制造硫酸提供原料,焙烧产物可以作为烧结厂的原料,有效地解决了脱硫灰对环境的污染。

气基竖炉直接还原工艺发展现状及展望

钢铁工业碳减排是我国达成“碳达峰”、“碳中和”目标的工作重心,发展气基竖炉直接还原技术对实现我国钢铁工业低碳转型意义重大。本文介绍了Midrex、HYL-Ⅲ、Energiron-ZR等典型的气基竖炉直接还原工艺流程及其技术特点,总结了我国当前气基竖炉直接还原发展现状,并对气基竖炉直接还原工艺的发展方向进行展望,提出提升竖炉产能、确保竖炉长效运行、开展全氢直接还原竖炉研究的建议,以期为我国钢铁工业低碳冶金技术发展提供参考。

高配比磁铁精粉制粒和烧结性能优化

针对某内陆型钢铁厂进行高比例磁铁精矿(混匀矿中占比≥85%)烧结时出现的制粒效果差、烧结矿产、质量低和固体燃料消耗高等问题,为确定下一步工程技改方向,本文开展系统的烧结杯试验以揭示高配比磁铁精粉的烧结特性,探究精矿预润湿、生石灰用量、磁铁精粉配比、碱度、料层高度等因素对烧结性能及成品矿冶金性能的影响规律。结果表明:采用精矿预润湿技术和配加适量生石灰对于协同强化高配比铁精矿制粒具有促进作用,在相同制粒水分条件下,将混合铁精矿初始水分3.0%预润湿至7.8%,同时配加5.5%生石灰,制粒所得混合料的透气性指数(JPU)由14.1大幅提高到41.7;在混合料透气性得到保证的前提下,进一步提高碱度和料层厚度能显著改善烧结矿产、质量指标,且烧结矿各冶金性能指标均能满足高炉冶炼要求。本文研究成果将为现场技术改造和生产提供重要的理论依据和技术指导。

烧结主抽风机出口烟道振动分析及控制措施

近年来,不少烧结厂主抽风机出口到脱硫入口之间的烟道出现了振动问题。针对此问题,本文分析了烧结机风箱支管不同的布置形式对大烟道中废气温度、压力及流量的影响,分析了主抽风机出口至脱硫入口之间烟道布置形式对烟道内气流的影响,分析了风机在其性能曲线的非稳定区运行对风流系统的影响,并结合某些烧结机现场调试数据进行了具体的分析及研究。结果表明,主抽风机与脱硫脱硝之间的烟道设计形式,高负压、低风量的烧结操作模式等均可造成主抽风机出口烟道振动。通过优化烟道设计形式、使烧结生产在合适的工况条件下进行可减轻或消除主抽风机出口烟道的振动。

基于Unet网络的烧结混合料粒度检测模型

目前烧结生产中混合料粒度主要通过人工检测方式获取,该操作方式不连续,且准确度有待提高,难以确定粒度分布与烧结生产参数之间的定量关系。因此,本文提出一种烧结混合料粒度检测模型,该模型采用CCD工业相机和工业光源作为混合料图像的主要采集设备;在图像预处理过程中,使用加权平均法用于图像的灰度化处理;在粒度检测模型构建中,应用Unet网络对烧结混合料图像进行分割处理。结果表明:工业光源的使用提高了采集时的亮度,也能在最大程度上降低外界光线的影响,确保烧结混合料图像的稳定性;图像预处理有助于分辨烧结混合料的颗粒特征,在此基础上,使用中值滤波和直方图均衡化更适合表征图像中混合料颗粒的边缘,并将颗粒内部特征模糊化,对噪声及其他不利因素有很好的去除效果;训练好的Unet网络分割模型对烧结混合料的分割准确率达到91%以上,分割精度误差低于9%,对混合料图像的分割效果较好。该模型的应用可为烧结生产提供及时、准确的粒度分布数据,有助于提高烧结混合料粒度检测效率,帮助企业提升经济效益和社会效益。