Application of carbon composite iron ore hot briquette to innovative ironmaking process

As a new type of ironmaking raw materials,carbon composite iron ore hot briquette(CCB) is the product of fine iron ore and fine coal by hot briquetting process.On basis of experimental research on the manufacturing and metallurgical properties of CCB,this study focused on the application of CCB to blast furnace ironmaking and newly-developed shaft furnace smelting reduction processes.Firstly,the metallurgical properties of CCB are experimentally tested and compared with the common iron-bearing burdens.Then,the effects of charging CCB on blast furnace operation are numerically analyzed by means of multi-fluid blast furnace model,and the flowchart and pilot test of CCB-Shaft furnace smelting reduction process are briefly introduced.

热压含碳球团冷态强度的实验研究

重点考察了煤种及热压工艺参数对热压含碳球团冷态强度的影响，并探讨了热压含碳球团获得高强度的机理．研究表明，煤种、配煤量、热压温度、配煤粒度及热压压力等热压工艺参数对热压含碳球团强度具有显著影响，其中热压温度是影响冷态强度最重要的因素．热压工艺利用煤的热塑性保证煤矿颗粒充分接触，增大粘结面积，从而使热压含碳球团的强度高于冷固结含碳球团．从冷态强度角度出发，以鹤岗烟煤为原料生产热压含碳球团的适宜工艺参数为配煤量25％～35％，热压温度450℃，配煤粒度〈90μm，热压压力不低于35MPa．

配碳比对热压含碳球团软熔滴落性能的影响

在碱度固定为1.20的条件下,系统研究了配碳比n(FC)/n(O)对热压含碳球团软熔滴落性能的影响,并进行了理论分析.研究表明,配碳比对软化区间、熔化区间、滴落率等软熔滴落性能参数有显著的影响.随着配碳比增加,软化区间t40～t4先变窄后加宽,在配碳比为1.00时最窄,降至348℃;熔化区间tD～tS也先变窄而后加宽,当配碳比为1.00时最窄,降至46℃;滴落率先增加后降低,在配碳比为1.08时滴落率最高,达到24.66%.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配碳比宜定在1.00左右.

高炉炼铁新技术的数学模拟研究

利用多流体数学模型对革新高炉炼铁技术进行了数学模拟,分析评价了革新操作对炉内现象及高炉生产指标的影响.这些革新炼铁技术包括高炉喷吹含氢物质实现富氢还原,高炉使用热压含碳球团实现低温炼铁,以及高炉炉顶煤气喷吹加强C和H的利用.多流体模型的模拟解析表明,高炉超高效率操作(高产、低能耗和低CO2排放)可通过这些革新技术的实际应用来实现.

热压含碳球团自还原过程限制性环节的实验研究

在传热条件一定的前提下,于900～1150℃反应温度范围内进行了热压含碳球团的自还原实验.通过分析热压含碳球团还原失重和产物气体的变化规律,阐述了热压含碳球团的自还原机理.结果表明,热压含碳球团的自还原可用多孔物料反应模型进行描述.整个过程分为两个阶段,第一阶段还原速率明显大于第二阶段.在本研究条件下,热压含碳球团自还原过程两个阶段的限制性环节均为气体通过还原产物层的内扩散.

铁矿热压含碳球团生产工艺开发

重点考察了煤种及热压工艺参数对热压含碳球团冷态强度的影响,并探讨了热压含碳球团获得高强度的机理。试验研究表明,煤种特性、配煤量、热压温度、煤的粒度及热压压力等热压参数对热压含碳球团强度具有显著影响,合理的热压工艺要充分利用煤的热塑性,保证煤、矿颗粒充分接触,增大粘结面积以提高热压含碳球团强度。通过研究,得出了适宜的热压含碳球团生产工艺参数。

热压含碳球团高温冶金性能的实验研究

热压含碳球团是一种利用煤热塑性提高强度的新型炼铁原料。在实验室条件下,对碱度1.2和FC/O比1.0的未热处理和热处理热压含碳球团,分别检验其低温还原粉化、还原膨胀、还原冷却后强度等高温特性,并与其他炼铁原料进行合理对比。实验结果表明,热压含碳球团的高温冶金性能优于普通球团矿或烧结矿,适用于炼铁生产。

热压含碳球团制备及性能

采用烟煤加热时产生的胶质体作为黏结剂来压制热压含碳球团。根据胶质体的最高流动度和热稳定性,用单一煤种压制热压球团时,肥煤是最好的黏结煤。相对于同成型条件下的冷压含碳球团,热压含碳球团强度更高,相同还原条件下的反应速度更快。

热压含碳球团的技术分析与探讨

介绍了热压含碳球团技术开发的意义。对比了日本JFE公司和东北大学钢铁冶金研究所开发的热压含碳球团的工艺技术,对热压含碳球团、烧结矿和氧化球团矿进行了工艺比较。从技术经济方面综合分析了高炉使用热压含碳球团的可行性,并对热压含碳球团的应用前景进行了探讨。

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。

高炉炉料配加热压含碳球团软熔滴落性能的试验研究

以常用的炼铁原料为基础,系统研究了配加不同比例的热压含碳球团对高炉炉料的软熔滴落性能的影响,并进行了理论分析。研究表明,配加热压含碳球团对高炉综合炉料的软化区间、熔化区间、滴落率和透气性等软熔滴落性能参数有显著的影响。随着热压含碳球团配比的增加,软化区间t40-t4逐渐变宽;熔化区间tD-tS逐渐变窄,熔化开始温度tS逐渐升高,滴落温度tD逐渐降低;滴落率先增加后降低,当配比为40%时,滴落率最高,为67.10%;最高压差先下降后升高,但在配加热压含碳球团条件下,炉料的最高压差都有所降低。从综合炉料的软熔滴落性能综合考虑,高炉炉料配加热压含碳球团的适宜配比应为40%～50%。

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。

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阶段;温度对热压含碳球团还原速率有显著的影响,在相同气氛下,温度越高,热压含碳球团的还原速率越快;在900℃时,反应气氛对热压含碳球团还原反应速率有显著的影响,还原性气氛对其影响最大;而在1 100℃时,反应气氛对热压含碳球团还原反应速率的影响趋于减小。