用吹氢法提高RH脱气装置中超低碳钢的脱碳速度

川崎钢铁公司钢研所已研究出在ＲＨ脱气装了上采用吹氢的方法，目的是为了在含碳量＜２０ｐｐｍ的范围内加速超低碳钢脱碳反应的进行。千叶厂在２６０ｔ的ＲＨ装置上处理脱碳的后期，把氢气吹进连通管内，可使钢水的循环速度达４Ｎｍ／ｍｉｎ。部分氢溶解于钢水中，使钢水中的氢气升高到约３ｐｐｍ，这就促进了真空室内铜水中气泡的形成和金－气间界面积的增大。平均在２５ｍｉｎ内的脱碳处理中，可使含碳量降至７ｐｐｍ。因此，经２５ｍｉｎ的脱碳处理，可以确保［Ｃ］≤１０ｐｐｍ的超低碳钢。

铝熔体吹气除氢净化技术

铝合金熔体净化是提高材质的关键 ,介绍铝熔体除氢净化技术的发展情况 ,常用吹气除氢方法与特点 ,并具体介绍实用的固定喷吹法和旋转喷吹法。为了达到新的净化水平 ,努力改进铝熔体除氢的动力学条件和采用复合净化技术 ,即应用气体熔剂除氢的同时 ,加 1种去除氧化夹杂物的净化处理工艺 ,达到综合净化效果。

下吹式热氢汽提在连续液相柴油加氢装置停工中的应用

针对安庆石化分公司连续液相柴油加氢装置上流式反应器,在停工热氢汽提结束后反应器底部管线仍然存在大量凝缩油,给装置现场带来非常大的环保和安全隐患问题。分析了上流式反应器在停工过程的局限性,在总结过去停工检修经验教训的基础上,大胆提出下吹式热氢汽提的工艺解决方案,方案详细的给出了下吹式操作流程、操作步骤、操作难点及应对措施,在2019年装置大检修停工时实施,实施结果表明:采用下吹式热氢汽提流程彻底解决了反应器底部残存凝缩油的问题,装置真正实现了绿色、环保停工。

德国洛伊罩式退火炉氢气用量的优化

为了解决德国洛伊罩式退火炉在运行过程中氢气消耗量大的问题,在保证产品质量和设备稳定运行的前提下,采取优化退火吹氢流量的工艺制度,控制设备的紧急吹扫次数,提高装炉量等措施,来减少氢气使用量。使吨钢氢气消耗由5.23m3/t降到4.33m3/t,年节约成本377万元,达到降低退火机组工序成本和节约氢气能源消耗的目的。

喷吹富氢气体高炉冶炼特点及存在问题的探讨

高炉炼铁工序能耗高、CO_(2)排放量大,是钢铁行业节能减排的重点。面对日益严重的能源危机和环境问题,实现高炉冶炼过程的碳减排已经成为人们的共识。在上述背景下,高炉喷吹富氢气体冶炼技术得到了冶金工作者的广泛关注,该技术的主旨在于以氢代碳、降低高炉内碳素还原剂的消耗,实现高炉CO_(2)的减排。基于富氢气体在风口前燃烧的热力学分析,系统讨论了喷吹富氢气体高炉的冶炼特点、存在的问题及解决措施,并对今后的研究工作进行了展望。结果认为,与传统高炉冶炼相比,喷吹富氢气体高炉的冶炼特点发生了显著变化,富氢气体可以促进铁矿石的还原,降低初渣中FeO含量,渣量降低且熔点升高,软熔带压差降低,透气性改善;喷吹富氢气体容易使高炉下部温度降低,气流向中心发展,促进块状带焦炭的气化反应,并影响高温区焦炭和渣铁的接触特征。喷吹富氢气体高炉在发挥氢还原优势的同时,容易出现下部热量不足、煤粉燃烧率降低、铁矿石粉化严重等问题。对于喷吹富氢气体高炉的冶炼过程,建议加强煤气富氢量、金属铁渗碳和焦炭性能三者间相互影响的机理研究,并探索合理的操作炉型,开发适用于喷吹富氢气体高炉冶炼的原燃料条件,同时加快富氢气体运输、储存和喷吹设备的研发,以促进喷吹富氢气体高炉冶炼技术的工业实施。

核电氢气燃烧系统常见故障及改进措施

压水堆核电站运行过程中,一回路及相关辅助系统是有一定氢气含量的,为了控制一回路氢浓度及避免在相关系统中的密闭容器内形成氢气爆炸浓度,有必要进行长期的吹扫和除氢,氢气燃烧系统起着至关重要的作用。本文对国内某核电站氢气燃烧系统的组成及工作流程进行了简要说明,分析运行过程中可能出现的故障并给出解决措施,同时根据实际运行经验分析系统常见的故障、原因并给出改进措施,以保证系统发生异常时,能及时消除,提高系统运行的可靠性。

富氢气体喷吹对高炉冶炼工况的影响规律

为了研究富氢气体进行高炉喷吹对于冶炼工况的影响,建立高炉喷吹富氢气体的能质平衡模型,研究了天然气、焦炉煤气、炉顶循环煤气喷吹量对燃料比、直接还原度、炉腹煤气量、氢利用率、炉腹煤气量以及CO_(2)排放量的影响。对风口理论燃烧温度的计算方法进行修正,将原燃料灰分吸热、未燃烧煤粉吸热、甲烷分解吸热等因素考虑在内,计算结果更精确。富氢气体喷吹可不同程度地降低直接还原度,发展间接还原,减少燃料消耗。当富氧率和焦比不变时,天然气对于直接还原度、风口焦炭质量、理论燃烧温度的影响最大,焦炉煤气其次,循环煤气最小。天然气、焦炉煤气、循环煤气喷吹量每提高10 m^(3),直接还原度分别降低0.014、0.009、0.002 4,风口燃烧焦炭量分别增加3.22、2.01、0.55 kg,理论燃烧温度分别增加20、14.33、10.17℃。高炉喷吹富氢气体后高炉CO_(2)产生量和排放量减少,其中天然气喷吹的CO_(2)减排效果最显著,与基准期相比,喷吹60 m^(3)天然气时CO_(2)排放量减少了9.46%。

基于Euler-Euler方法的VD炉脱气过程数值模拟

真空脱气是冶炼高品质钢水的关键手段。文章基于Euler-Euler方法,建立了可用于描述真空条件下反应器内气液流动和传质行为的通用计算流体力学(CFD)模型。然后,将所建立CFD模型用于某钢厂在产VD精炼炉,具体研究了不同底吹氩气流量条件下熔池中的流场分布和羽流区形貌,以及钢水中[H]和[N]浓度随真空操作时间的变化规律。比较总计9炉次钢水中[N]终点浓度的预测值和测量值,发现本研究模型具有较高精度,因而可用于进行VD精炼过程的相关应用基础研究。

用小气泡从钢液中去除夹杂物颗粒

分析了钢液中吹氩时夹杂物颗粒去除的效率与氩气泡直径、夹杂物直径、透气砖面积、透气砖孔径、吹氩流量和吹氩时间的关系,讨论了在钢液中获得小气泡的方法。并通过70tLF钢包炉精炼弹簧钢的吹氩去夹杂实践,有效地降低了钢中氧化物夹杂的数量和40μm以上夹杂物颗粒的比例。

高炉喷吹富氢煤造气工艺的[火用]分析

针对高炉喷吹富氢煤造气新工艺,在采用热质平衡数学模型获得系统整体物质流的基础上,利用[火用]分析理论建立了相应的[火用]流分析数学模型,评价其能量利用情况。对传统高炉和两种工况条件下喷吹富氢煤造气高炉系统的[火用]流分布以及[火用]损失、热力学完善度、[火用]效率等主要[火用]指标进行计算和进一步分析。结果表明,与传统高炉物料结果相比,新工艺两种工况下条件下的矿石用量、鼓风量、渣量和炉顶煤气产生量等资源消耗、副产品降低幅度较为明显;技术经济指标中,喷吹富氢煤造气高炉工况1号和工况2号的焦比分别降低了9.2%和22.3%;尽管煤比升高了18.6%和26.1%,但系统整体燃料比仍降低1.1%和8.2%。高炉喷吹富氢煤气新工艺的[火用]能结构不同于传统高炉,[火用]收入来自于高炉单元的焦炭和造气炉单元的煤,同时增加了造气炉单元焦炉煤气和工业氧的[火用]投入。虽然新工艺两种工况下总[火用]投入较传统高炉分别升高了5.4%和5.1%,但外供煤气可利用的质量较高,[火用]收益较高。新工艺总[火用]损失明显降低,较传统高炉降低了16.5%和21.7%,热力学完善度由传统高炉的82.0%上升到了85.6%和86.5%,能量利用质量得到了提高。此外,新工艺[火用]效率也有所升高,其中工况2号的[火用]效率提高了6.8%,较传统高炉具有更高的能量转化利用效率。可见,高炉喷吹煤造气新工艺是一种非常有效的炼铁工艺。

CO_(2)和H_(2)O对焦炭强度及微观结构的影响

高炉喷吹富氢燃料是减少碳排放的有效措施之一,但喷吹富氢燃料产生的H_(2)O会造成焦炭的劣化。对比分析了不同温度下焦炭与CO_(2)和H_(2)O反应过程中,焦炭强度、两者的交互作用及微观结构的变化。分析结果表明:与H_(2)O反应溶损率SLR约为与CO_(2)反应SLR的2~5倍,温度升高,二者SLR差距缩小;焦炭反应后强度CSR随着温度的升高而降低,且SLR与CSR呈现负相关性;当H_(2)O/CO_(2)>1时,焦炭与CO_(2)-H_(2)O反应产生明显的交互作用;无论是焦炭与CO_(2)还是与H_(2)O发生溶损反应,微观形貌均表现为边缘部位溶损更严重;相比与CO_(2)反应,焦炭与H_(2)O反应在边缘更为剧烈,但内部气孔破坏较小。

烧结烟气CO_(x)的生成机理及减排措施

铁矿烧结烟气是钢铁领域污染负荷最为严重的环节。目前,研究者在颗粒物、SO_(x)、NO_(x)治理方面已取得了很大的成效,但烧结烟气中还含有一定的CO_(x)(7%~10%的CO_(2)、0.4%~1%的CO),其对人类健康和社会环境具有严重的影响,也是未来烧结烟气治理的关注点。本研究在分析烧结烟气CO_(x)生成机理的基础上,从源头减量、过程控制、末端治理全方位出发,提出烧结烟气CO_(x)的减排策略和待研究的问题,包括厚料层烧结、氢系燃气喷吹、生物质燃料烧结、燃料粒度控制、涂层制粒烧结、添加剂预处理燃料、烟气循环、富氧烧结、蒸汽喷吹、CO催化氧化及CO_(2)的分离吸附等。

低氢吹扫工艺对不锈钢全氢罩式炉退火的影响分析

分析了全氢罩式退火炉在低氢、高氢两种吹扫模式下对热轧SUS430不锈钢卷性能及表面质量的影响,从实验室及大生产模式下进行了验证。结果表明：采用低氢吹扫工艺,SUS430钢卷罩式退火更高效、节能,同时能够保证其力学性能且表面氧化铁皮更易酸洗去除。

低碳炼铁技术研究现状及展望

简述了国内外高炉低碳冶炼的最新进展,结合我国国情以及发达国家钢铁工业发展经验,提出我国钢铁工业的发展方向之一应为焦炉煤气深度净化与重整-竖炉氢基还原-直接还原铁电炉冶炼的新工艺。相较传统铁前-转炉长流程工艺,焦炉煤气深度净化与重整-竖炉氢基还原-直接还原铁电炉冶炼流程可实现CO_(2)减排56.7%。

高炉低碳喷吹条件下回旋区质能平衡分析

风口喷吹参数的变化是氧气高炉、富氢气体喷吹等高炉低碳炼铁技术的共性特征。为了深入理解高炉低碳喷吹条件下回旋区的热量供给及炉腹煤气变化,基于Cantera软件构建并验证了考虑热风、喷吹气体、煤粉及焦炭的回旋区质能平衡模型,探究了喷吹气体量、喷吹气体成分、热风氧含量、风口鼓入总气量等参数对回旋区理论燃烧温度和炉腹煤气体积、成分的影响。以维持合理的理论燃烧温度和炉腹煤气量为标准,探究了各喷吹参数之间的调和平衡关系。研究表明,对于喷吹CO+H_(2)双组分气体工况,维持鼓入总气量1100 m^(3)/t和鼓入总氧量300 m^(3)/t可基本保证回旋区理论燃烧温度和炉腹煤气量在合理范围,最大可喷吹气体量随热风氧含量增加而增加。喷吹气体中H_(2)含量的增加,会促进回旋区HCN的生成而导致风口焦炭消耗量略有上升、理论燃烧温度略有降低。喷吹CO+H_(2)+CH43组分气体时,CH4含量的增大导致理论燃烧温度显著下降、炉腹煤气体积显著增大。喷吹富氧干馏煤气、焦炉煤气、纯甲烷3种甲烷含量不同的气体时,喷吹量每增大50 m^(3)/t,需将鼓入总气量分别减少22、30、85 m^(3)/t,鼓入气体总氧含量分别提高2.0%、2.5%、8.5%,以维持理论燃烧温度(2423±1)K、炉腹煤气量(1450±1)m^(3)/t。各种常温气体的喷吹均会造成风口消耗的焦炭量增多,但炉腹煤气还原势随喷吹气体体积增大而显著提高,有助于发展间接还原,从而实现碳减排。

普碳冷轧带钢表面清洁度再提高

根据本钢板材股份有限公司一冷轧厂现有的设备状态,通过降低酸洗带钢表面FeCl_2含量、优化轧机工作辊镀铬层厚度、调整末架轧机压下率、开发更优的退火氢气吹扫工艺制度等措施,将冷轧后带钢表面反射率由55%~65%提高到75%~85%,退火后反射率由70%~80%提高到85%~90%。同时降低了氢气消耗和废氢排放量,减少氢气排放量1 091.4km^3。

罩退带钢边部灰白氧化色缺陷产生原因及其改进措施

针对某冷轧厂大多罩退产品边部存在灰白氧化色缺陷问题,通过EDS成分分析,并结合生产实际,得到缺陷产生的主要原因是罩式炉内氢气保护性气氛中被带入氧,与带钢中Ti、Mn等亲氧元素发生氧化反应形成氧化膜覆盖在带钢表面而导致。经分析计算,氢气保护性气氛中被带入的氧主要来自带钢表面残留的轧制油和水。为此,提出了在罩退炉中升温过程中的250℃温度点和轧制油挥发最快温度点设置1~2 h的保温平台;将冷硬卷目标板形由微中浪调整为微边浪模式,以及采取加大罩式炉升温过程吹氢流量至25 m^3/h以上;将退火温度降低10~15℃的改进措施,带钢边部灰白氧化色缺陷得到显著控制,成品降级改判率降到了0.1%以下,外部质量投诉基本为0。