中国炼铁技术的发展和当前值得探讨的技术问题

21世纪以来中国炼铁工艺技术取得了长足的进步,特别是随着钢铁产量进入供大于求的时代,也使钢铁企业进入了微利时代,很大程度上决定钢铁产品制造成本的炼铁技术不得不向节能、环保和低成本的方向发展,以提高企业的市场竞争力。列举了近年来中国炼铁的亮点技术,并对其进行了综述。特别是对目前中国炼铁界一些有争议和不同观点的技术问题进行了梳理,为今后中国炼铁工艺技术的发展方向作了初步探讨。

基于铁炭微电解法的焦化废水处理

为对焦化废水中难降解物质进行处理,提高其废水可生化性,将铁炭微电解法应用于焦化废水处理。该试验研究了影响处理效果的因素,并对废水中有机物的去除、脱色效果以及废水可生化性的提高进行了探讨。结果表明:在初始pH值为3,反应时间为180min,铁炭质量比为2∶1时,试验对CODCr和色度的去除率分别达到70.3%和85.0%,BOD5与CODCr质量浓度比值从0.21提高到了0.56。

酒钢4#高炉开炉复产实践

酒钢4#高炉因产能限制于2021年10月13日停炉,12月13日点火复产。本次开炉过程中采取了一系列技术措施,包括合理配料及装料、开炉前烘料、优化送风点火操作、预埋氧枪出铁等措施,克服了以往未清理炉缸死铁层高炉开炉时渣铁难出,炉况恢复困难,高炉强化缓慢的问题。开炉后渣铁排放顺畅,高炉稳定顺行,实现5 d全风口作业,8 d达产,10 d达标的既定目标,为酒钢今后开炉积累了宝贵经验。

小高炉炼铁降低焦比的实践

结合安龙的炼铁高炉实际生产,对安龙高炉进行了一系列攻关.。如富氧大喷吹相结合,提高精料水平,提高风温。在原有单纯喷吹无烟煤的基础上,改进制粉工艺,实现了烟煤无烟煤混喷吹。2006年的上半年与2004年相比,焦比降低了135 kg/t,煤比提高了68 kg/t。

高炉加入粒焦的生产实践

为降低生铁成本 ,张钢用粒焦代替部分合格焦炭入炉 ,加入量达 80 kg/t,置换比达 1.0 4。

1949年-1957年中国冲天炉的发展

根据文献资料,总结了中国经济恢复和“第一个五年计划”共七年期间冲天炉技术发展的历史。对引进苏联的三排风口冲天炉、中国人创造的多排小风口冲天炉作了回顾,介绍了此期间出现的简易热风和简易水冷冲天炉、碱性冲天炉和铁屑熔化炉等,同时回顾了当时过度追求铁焦比的现象并分析了其中的原因。

中天钢铁1580 m^(3)高炉添加热压铁块生产实践

随着中国钢铁产能的增加以及国家“双碳”目标的提出,高炉内添加热压铁块、海绵铁改变原料结构变为一种趋势,从而达到降耗、增产、降本的目的。通过高炉添加热压铁块实践计算得出,吨铁添加40 kg热压铁块,铁块收得率95.53%,焦比下降10 kg/t,增产约4.1%;添加热压铁块后,低于50 kg/t时煤气利用率变化不明显,高于60 kg/t时则影响煤气利用率高达1%~1.5%。高炉用热压铁块期间,对高炉炉况及冶炼参数的影响不明。

昆钢2号高炉提高风温的措施

昆钢炼铁厂2号高炉第7代炉役从2002年4月19日开始，开炉后的很长一段时间风温只能达到900℃左右，经过实施人员培训、设备维修改造、工艺优化等改进措施，风温达到1020℃。

炼焦工艺条件对铁焦性能影响的试验

在加拿大铁矿粉配比为10%的条件下,系统研究了炼焦工艺条件（堆积密度、升温速度和焖炉时间）对铁焦性能（气孔率、机械强度、热性质和铁矿石还原程度）的影响。结果表明,炼焦工艺条件对铁焦性能的影响显著：堆积密度为1.1 t/m^3时,铁焦的性能最佳;升温速度为2.5℃/min时,焦炭的机械强度和热性质最佳,而铁矿石还原程度随升温速度的提高而增大;焖炉时间为120-150 min时,铁焦的各种性能均最佳;改变炼焦工艺条件可以得到具有不同性能的铁焦。

高炉冶炼预还原炉料能耗分析

通过建立高炉冶炼预还原炉料数学模型,计算了原料铁品位、预还原炉料金属化率和铁的存在形态对高炉冶炼能耗的影响,比较了高炉冶炼预还原炉料和传统高炉的能耗。计算结果表明:针对不同铁品位原料,有一个适合高炉冶炼的炉料最佳金属化率,使高炉冶炼焦比最低;预还原炉料中的铁以硅酸铁形式存在时,主要进行直接还原,冶炼焦比较高;与传统高炉相比,高炉冶炼预还原炉料,可以大幅度降低焦比,但燃料比升高。

炭化工艺参数对铁焦冶金性能的影响

复合铁焦被认为是实现低碳高炉炼铁的革新技术之一。为了获得高质量的铁焦,需要采用适宜的炭化工艺条件。研究了炭化工艺参数对铁焦机械强度、反应性和反应后强度等冶金性能的影响,并对炭化后铁焦的金属化率、微观结构和碳微晶结构进行了解析。结果表明,炭化温度的升高可以提高铁焦的抗压强度和反应性。当温度为900~1000℃时,铁焦的抗压强度和反应性较优。炭化时间的延长可以使铁焦的抗压强度提高,反应性降低。当炭化时间为3~4h时,铁焦抗压强度和反应性较优。升温速度越快,铁焦的机械强度越低。适宜的升温速度为:Ⅰ段(室温至550℃)小于7℃/min,Ⅱ段(550℃至1000℃)小于5℃/min。为防止铁焦冶金性能因碳气化溶损反应而劣化,在CO和CO2混合炭化气氛中,CO2与CO体积比(V(CO2)/V(CO))应控制在0.11以下。在优化的炭化工艺条件下,制备的铁焦抗压强度大于3500N,反应性大于60%,反应后强度在16%左右。