转底炉金属化球团滚筒冷却机传热模型研究

针对目前冶金行业转底炉工艺中圆筒冷却机无法回收球团显热的问题,本文提出采用在循环流化床锅炉中广泛应用的滚筒冷却机来冷却球团的新方案,并据此建立滚筒冷却机的传热模型,通过计算得到球团终温与冷却水出口温度及冷却机的表观传热系数。结果表明:球团的终温随滚筒转速的升高而降低,随球团流量和冷却水入口温度的升高而升高;冷却水出口温度随金属化球团流量和冷却水入口温度的增大而增大;冷却机的表观传热系数随滚筒转速、球团流量和冷却水入口温度的增大而增大,随冷却水流量的增大而减小。本文引入滚筒冷却机将球团的温度从1100℃降低至70℃,同时避免球团内部的氧化问题,符合高温球团的冷却要求,证明了将滚筒冷却机用于转底炉工艺的可行性。

中频炉熔分金属化球团探索性试验研究

本文对煤基氢冶金回转窑还原氧化球团所得金属化球团在中频炉熔分开展了探索性试验。结果表明:金属化球团在中频炉可以实现熔分,渣铁分离良好,产出了含铁率99.84%的低C、低P、低S钢水,为酒钢煤基氢冶金制钢新工艺路线的优化和产业化研究提供了技术支持。

武钢转底炉生产金属化球团矿的特点及高炉操作对策

对武钢转底炉生产金属化球团矿的特点及高炉操作对策进行了阐述。结合武钢含铁固废资源开展的全流程废料结构的摸排分类和金属化球团试验,对转底炉用生球的配料和工艺参数进行了调整优化,确保了2台转底炉顺利达产,金属化球团矿的含铁量达到61.63%,脱锌率达到84%。金属化球团矿入炉后,武钢8号高炉入炉锌负荷增加到0.230kg/t,通过采取相应操作措施,促进高炉排锌,保持了炉况稳定顺行。2022年1—6月,8号高炉共使用金属化球团矿1.62万t,实现了含铁固废的有效循环利用。

金属化球团抗压强度的影响因素分析及资源化利用

为考察不同条件对转底炉金属化球团强度的影响规律,进一步优化转底炉生产参数,明确金属化球团资源化利用方向,本文通过分析典型冶金尘泥的化学成分及粒度组成,研究转底炉直接还原工艺的不同原料配比、烘干和焙烧制度、冷却及成型方式对金属化球团抗压强度的影响,并探讨转底炉金属化球团进高炉利用的可行性。试验结果表明:原料配比是影响金属化球团抗压强度的主要因素之一;当高炉旋风灰配比为56%时,金属化球团出现空壳粉化现象,调整高炉旋风灰、炼钢一次灰、二次灰、高炉布袋灰、高炉炉前灰配比为18%、20%、10%、26%、26%时,金属化球团抗压强度可达到2815 N/P;在相同配料条件下,压球工艺焙烧后的金属化球团强度明显优于造球工艺,且其转鼓强度与烧结矿相当。

转底炉金属化球团热装热送技术研究

介绍了对宝钢股份宝山基地2号转底炉金属化球团热装热送技术。该技术的应用,解决了热取料、热料运输和热装料过程中产生的金属化球团氧化、板结及冒烟等问题,使得热态金属化球团可以不需冷却直接被作为废钢原料加入鱼雷罐中,对企业节能降碳具有积极的推动作用。

钒钛磁铁矿金属化球团熔分及TiO_2富集试验研究

在实验室条件下模拟了钒钛磁铁矿金属化球团的熔分,讨论了不同碱度、熔分温度及配碳比对熔分效果、TiO2富集效果的影响。实验结果表明,当碱度为1.4、熔分温度为1 500℃、配碳比为1.2时,金属化球团的熔分效果较好,TiO2富集效果最佳,获得了TiO2含量为49.2%的富钛渣。

含锌铅粉尘金属化球团的固结机理

对含锌铅钢铁厂粉尘配碳球团，经还原焙烧后得到的高炉用金属化球团的固结机理进行了研究。结果表明：金属化球团的强度由金属铁相的数量和形态以及球团内孔隙的大小共同决定。球团孔隙的大小取决于脉石所形成的渣相的流动性和渣对孔隙的充填状态：铁相的数量及形态则取决于球团的还原程度。

金属化球团防止再氧化研究

研究了转炉尘泥和精矿含碳球团在氧化性气氛下还原、冷却和贮存过程中的再氧化问题，提出了有效防止再氧化的措施．高温（大于１２００℃）、快速（１０～２０ｍｉｎ）还原得到的金属化率大于９０％的金属化球团，采用炉内冷却、埋煤粉中、放密封罐内、炉内冷至９００～１０００℃后出炉冷却四种方式都是有效的，干燥清洁的室内堆存是简单有效贮存海绵铁的方法．

钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验及渣相分析

通过单因素试验考察了熔分温度、熔分时间和球团碱度对钒钛磁铁矿金属化球团熔分效果的影响,利用Factsage软件计算了不同碱度配比下的渣系三元相图,并结合XRD分析了熔分渣系特点,解释钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分过程。结果表明,适当提高熔分温度、熔分时间和球团碱度有利于渣铁分离,但球团碱度超过1.0后,由于三元渣系组成移动到了高温区,使熔渣熔化性温度升高;熔分时间超过40min后,渣系中TiN逐渐增多,增加了熔渣的黏度,不利于渣铁分离。金属化球团熔分还原的最优条件为熔分温度1 550℃、球团碱度R=1.0、熔分时间40min。

采用转底炉生产金属化球团的工业试验

对转底炉生产金属化球团的工业试验进行了总结。工业试验表明,采用发生炉煤气,经预热助燃风和煤气,炉膛温度可以稳定达到1350～1400℃,能生产出金属化率达到80%左右的金属化球团。

竖式冷却器金属化球团余热回收工艺研究

针对传统转底炉生产中金属化球团冷却及热量回收,提出一种新的工艺方案,即通过竖式冷却器,利用球团的显热预热转底炉燃料(煤气),将煤气加热到900℃左右,同时将金属化球团冷却到<200℃。利用传热理论证明了采用新型竖式冷却器预热混合煤气或发生炉煤气冷却金属化球团的可行性,并对冷却器内型尺寸进行计算。计算结果表明采用煤气冷却金属化球团,回收金属化球团矿的潜热,每吨成品节省标准煤20～30 kg。

高含碳金属化球团强度性质

在1050～1200℃条件下研究了不同的配碳比、添加剂、还原温度、生球粒度等对高含碳金属化球团强度的影响。结果表明：高含碳金属化球团还原后的强度随温度的升高而升高；并且以粘土为添加剂的高含碳金属化球团具有较高的强度。

转底炉生产金属化球团工业性试验

昆钢根据对各种非高炉炼铁工艺进行基础调研,并与北京科技大学合作进行了昆钢原料条件下转底炉生产金属化球团的实验室试验研究,找到了昆钢原料条件下转底炉的适宜操作参数。根据研究结果,决定利用山西瑞拓熔融还原炼铁有限公司的转底炉,进行生产金属化球团的工业性试验,试验取得了成功。

重铬酸钾滴定法测定金属化球团中氧化亚铁含量

确定了试样以盐酸分解,重铬酸钾滴定法测定金属铁和亚铁合量,再减去金属铁含量,通过换算得到氧化亚铁含量。通过对不同条件下的试验优化,建立了重铬酸钾滴定法测定金属化球团中氧化亚铁含量试验方法,其测定结果的相对标准偏差为0.41%~0.94%,回收率大于96.0%。

半金属化球团工艺的研究及开发

在实验室条件下 ,利用圆盘造球机配制的复合球团 ,进行了不同焙烧温度、不同焙烧时间、不同煤粉配比的半金属化球团试验。试验结果表明 ,内配 15 %的烟煤 ,在还原温度为 10 5 0℃、高温还原时间 90min的条件下 ,复合球团的铁品位能达到 68%以上。

对太钢生产金属化球团的探讨

太钢有着发展煤基直接还原的有利条件,可用自产原料和山西丰富的煤炭,采用回转窑工艺有效地和经济地生产出金属化球团,为合金钢的发展提供充足的优质原料。

钒钛磁铁矿金属化球团熔分-深还原过程热量损失以及影响钒入铁因素分析

对钒钛磁铁矿金属化球团熔分-深还原过程热量损失进行了计算,讨论了熔分温度、二元碱度、熔分渣中FeO含量、钛走向以及铁水中Si含量对钒进铁影响。结果表明：熔分过程的热量损失为6.34%左右;熔分温度为1 570℃,二元碱度为1.1-1.2,熔分渣中FeO的含量为8%-12%,合理控制配碳比以及适当的提高铁水中的Si含量,有利于熔分过程中钒进铁。

应用环转炉生产金属化球团的半工业性试验

根据国外最近研究的以环转炉为主要设备的Ｆａｓｔｍｅｎｔ直接还原工艺（该工艺在使用原料和还原剂方面具有较大的灵活性），北京科技大学与舞阳钢铁公司合作，设计并建造了一台直径３ｍ，生产能力为３０００ｔ／ａ的转底炉试验炉，进行了两次半工业性试验，本文着重介绍了第二次试验情况。试验结果表明，添加有机粘结剂后，普通球团和复合球团湿球抗压强度都在２９．４Ｎ／个以上，干球在８８．２Ｎ／个以上。采用复合球团可明显提高金属化球团品位，在本次试验条件下，ＴＦｅ由７７％～７８％提高到８２％～８７％。

金属化球团技术现状

概述了金属化球团技术的发展;分析了金属化球团的特点;介绍了金属化球团的还原机理以及工业化生产金属化球团的两大基本方法——气基法和煤基法;最后通过对5种金属化球团具体生产工艺的对比,指出目前最适合我国的金属化球团生产工艺是转底炉工艺和回转窑工艺。

金属化球团冷却过程中参数的选择

为了在实际生产中对金属化球团冷却过程中的参数进行合理选择，通过建立金属化球团和筒式冷却机的数学模型，应用离散单元法研究了倾角、转速和填充率对金属化球团流动特性的影响规律，并对金属化球团流动的内部机理进行了研究。结果表明：在填充率为5％，转速为2．2r／min时，最佳倾角范围是2°～3°，此时颗粒混合标准差和受力均较小。颗粒受力在转速为2．7r／min时达到最大值，混合标准差在填充率为8．5％时达到最大值，实际生产中应避开此转速和填充率，综合考虑各因素来进行参数选择。颗粒经历着滑移、滚落的小循环和塌落的大循环是筒内颗粒流动的内在机理，并且颗粒的滑移周期为2．5s左右。