熔分炉耐火砖动态抗渣试验研究

针对熔分炉耐火炉衬在使用过程中侵蚀过快的现状,开展了镁碳砖系列(高碳、中碳、低碳)、铝碳化硅碳砖、镁砖、碳砖、奥尔砖、镁铬砖、碳化硅砖等的动态抗渣侵蚀试验,结果表明在熔分炉的冶炼条件下镁碳砖系列优于其它品种耐火砖,而镁碳砖系列中高碳镁碳砖更符合熔分炉的冶炼要求。

氧煤燃烧熔分炉熔池内射流行为规律的物理模拟

针对氧煤燃烧熔分炉熔池区域内射流流场的变化规律,通过理论分析和实验研究分别考察了熔池内侧吹气体射流的运动方式和穿透行为。基于气泡在射流中的受力情况,建立了射流气泡上升运动模型,对照实验现象,相互佐证了射流气泡在不同运动阶段的规律。射流穿透现象及理论分析结果表明:喷吹流量是影响侧吹穿透距离的主要因素;流量恒定时,氧枪直径对穿透行为的影响相比氧枪浸没深度的影响较大。以此为基础,建立侧吹射流穿透距离圆管氧枪数学模型,由此得知,侧吹射流穿透距离的能量变化主要为动能转换,该实验结果可为氧煤燃烧熔分炉的氧枪设计及熔池流场优化提供理论指导。

高钛金属化球团熔分用电炉炉衬材质探讨

针对攀钢高钛金属化球团熔分用电炉的工况条件,选择炭砖及七种含碳耐火材料作为研究对象,借助热力学计算和动态抗渣试验探讨应用这些材料的可行性。结果表明,在不考虑氧化的前提下镁质或铝质耐火材料中引入高含量C和SiC组分有利于提高其抗熔分渣侵蚀能力;综合考虑认为,引入高SiC含量的镁碳化硅碳材料或铝碳化硅碳材料是高钛金属化球团熔分用电炉炉衬的最佳候选。

金属化球团的电炉熔分研究

随着熔分技术在国内的发展,熔分炉的选型和工艺一直是国内学者的讨论热点,通过半工业试验研究金属化球团在电弧炉上的熔分效果,为实现下一步大容量熔分炉的工艺、设备提供理论参考。

多约束条件下回转窑-氧煤燃烧熔分炉热工分析

传统高炉炼铁工艺具有冶炼流程长、污染物排放大的问题,因此非高炉炼铁技术引起了国内外学者的广泛关注。通过建立热量与物料平衡耦合的数学模型,对回转窑预还原-氧煤燃烧熔分炉物料平衡和热平衡进行计算,揭示不同金属化率、煤气氧化度及鼓风氧含量条件下的热工参数变化规律,最后使用Lingo软件对工艺进行热工分析,确定回转窑内预还原金属化率等与熔分炉适宜煤粉消耗量的关系。结果表明,升高金属化率、煤气氧化度及鼓风氧含量均可以降低工艺煤耗和氧耗,但煤气量及煤气热值并不会随着操作参数的升高而达到最优,在对工况参数进行最优求解后得知,在炉料金属化率为70%、熔分炉煤气氧化度为16%且鼓风氧为100%时,回转窑-氧煤燃烧熔分炉工况条件最好。

氧煤燃烧熔分炉炉料沉降与传热行为数值模拟

回转窑预还原-氧煤燃烧熔分炼铁工艺直接使用宽粒级的粉矿入炉,炉料颗粒经回转窑内煤气逆流换热和预还原后,通过沉降管到达氧煤燃烧熔分炉。为避免沉降区域内炉料颗粒冲刷炉壁、壁面堆积及气固传热不均现象,实现颗粒沉降与传热过程的耦合控制,最大限度降低炉料与熔池温度差,保证熔池熔炼稳定,达到良好的冶炼效果,利用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)研究氧煤燃烧熔分炉熔池上部区域煤气流速和炉料粒径对炉料颗粒在逆流煤气作用下的沉降轨迹与传热行为的影响。数值模拟结果表明,随着煤气流速增大,炉料颗粒的沉降速度减小,煤气对小粒径炉料颗粒的作用尤为明显。煤气流速为1 m/s时,每种粒径的炉料颗粒沉降效果良好;煤气流速为2 m/s时,粒径为1.0、1.5、2.0 mm的炉料颗粒沉降效果相对较好;煤气流速为3 m/s时,粒径为1.5、2.0 mm的炉料颗粒能够顺利沉降。针对炉料颗粒传热行为,煤气流速越大,炉料粒径越小,则炉料颗粒的传热效果越好。综合炉料传热与沉降行为,粒径为1.0 mm左右的炉料颗粒在煤气流速为1和2 m/s作用下,炉料颗粒的沉降速度和传热情况均良好。

氧煤燃烧熔分炉熔渣喷溅数值模拟

针对氧煤燃烧熔分炉在熔炼过程中的喷溅行为,采用Fluent软件中VOF多相流模型耦合Realizable k-ε湍流模型进行数值模拟,利用水模试验加以验证,对熔分炉熔渣喷溅过程进行研究,探究不同工艺参数(流量、倾角、直径和浸没深度)对喷溅高度的影响。结果表明,熔渣喷溅由残余部分动能的气泡逸出破碎产生;随着氧枪流量的增大,其喷溅高度不断增加,流量为0.28 kg/s时喷溅达到3.13 m;倾斜角度增加造成喷溅高度先增加后减小,倾角为-10°时喷溅高度最大为3.07 m;增加氧枪直径,喷溅高度先增大后减小,在直径为30 mm时喷溅最高为3.09 m;减小氧枪浸没深度有利于降低喷溅高度,当浸没深度为150 mm时,喷溅高度约为3.075 m。

氧化铝赤泥转底炉还原炼铁试验研究

针对中国铝业山东有限公司的拜耳法赤泥采用"转底炉直接还原-磨矿磁选"和"转底炉直接还原-燃气炉熔分"两种流程处理,考察赤泥中钠、铝、硅等重点元素走向及对产品质量的影响,进一步解决赤泥综合利用中物料消耗与经济效益问题。研究表明:当拜耳法赤泥水分在10%左右,球团强度能满足转底炉还原要求;继续通过燃气炉熔炼,产出铁水全铁含量达到93%,且渣铁分离效果好;不过,熔融状态赤泥要求还原炉衬抗侵蚀性强。

回转窑预还原-氧煤燃烧熔分炼铁技术分析

针对高炉炼铁存在工艺流程长、焦炭依赖度高、环境污染大等问题,提出了一种回转窑预还原-氧煤燃烧熔分炼铁新工艺。该工艺具有原料适应性广,不需要消耗焦炭,污染物排放少,适合冶炼特殊铁矿资源等特点。通过建立数学模型,对该工艺进行了数值模拟。计算结果表明,回转窑预还原炉料的金属化率、熔分炉煤气的氧化度和鼓风氧含量对冶炼工艺煤耗和氧耗影响较大,煤粉和氧气消耗随着预还原炉料金属化率的升高,熔分炉煤气氧化度的增大和鼓风氧含量的升高而降低。该工艺对冶炼特殊铁矿资源具有显著优势,可以弥补高炉冶炼的不足,对降低燃料消耗和减少CO2排放具有重大意义。

提高含硅副废产品中金属硅的方法

通过对含硅副废产品进行组配,从而提高其金属硅含量,再利用高温熔炼的方法,提取含硅副废产品中的金属硅,详细分析了含硅副废产品的成分及来源,阐述了如何利用高温熔融含硅副废产品,对提高副废资源回收具有重要意义。

海砂钒钛磁铁矿高效综合利用新工艺

为提高海砂钒钛磁铁矿的综合利用效率,降低处理能耗,提出了基于转底炉直接还原-电炉熔分流程的活化还原处理方法,并采用化学分析方法考察了铁、钒、钛的提取规律,优化了工艺参数,提出了改善电炉熔炼效率的措施。活化还原-电炉熔分方法可有效提高海砂钒钛磁铁矿的还原和熔分效率,并促进铁水的脱硫过程,活化还原温度控制在1150~1200℃、电炉熔分温度控制在1450℃时效果最佳。活化还原为电炉熔分与吹氧提钒相结合创造了条件,可显著降低熔分电耗、提高钒的提取效率,并简化炼钢流程。新的处理流程下熔分钛渣的活性较高,在体积浓度高于15%的稀硫酸中钛的浸出率可达95%,避免了传统硫酸法提钛过程的废酸排放。