Mathematical model of pyritic smelting process for copper-nickel mineral in oxygen top-blown furnace

Mathematical model for mass transfer of chemical reactions on the surface of the smelting bath pit in oxygen top blown smelting furnace was put forward. Additionally, one of two mathematical models for mass transfer of chemical reactions forming copper matte in smelting bath and the other for parameters of smelting process were developed. The verification tests were simultaneously carried out in a pilot scale furnace and the experimental results show that these mathematical models are convincing. Thus, these numerical models are reliable to simulate pyritic smelting process for copper nickel mineral in oxygen top blown furnace.

顶侧复合连续炼铜系统开发之工艺流程再造

富氧顶吹浸没熔炼工艺是在特定时期引进并在国内实现消化创新和广泛应用的铜冶炼技术,为我国铜冶炼行业从传统熔炼工艺向现代强化熔炼工艺的跨越作出重要贡献。近年来,连续炼铜技术和短流程技术快速发展,造锍熔炼在高富氧浓度、高铜锍品位、高温和高处理能力方向上不断突破。在高质量发展要求和技术快速进步的背景下,国内各生产企业结合自身实际围绕铜冶炼系统的绿色节能降耗开展了系列探索和研究,取得了一系列成果。本文围绕新时期铜精矿富氧顶吹浸没熔炼工厂技术升级改造的工艺创新与流程再造进行探索,提出总体思路和开发方向,包括主体设备供风装置增加侧吹喷枪,并对冶金炉炉体结构及其他配套设施进行相应的改造,取消原料制粒系统和沉降电炉,实现高品位铜锍冶炼和连续炼铜,以期为顶吹熔池熔炼工厂技术和装置的升级改造提供技术储备、指导及参考,推动行业向低碳、绿色、环保方向迈进。

铅冰铜富氧侧顶吹熔炼中试研究

针对铅冰铜复杂物料熔炼效率低、Cu与Pb分离不彻底、粗铜品位不高等技术难题,采用自主开发的富氧侧顶吹熔炼试验装备开展了中试试验。试验结果表明,在温度1250℃、氧气浓度60%的条件下,铅冰铜侧顶吹熔炼可一步产出粗铜,粗铜含Cu量达到94.03%,含Pb量为0.11%,主要杂质Pb、As和Sb的脱除率分别约为99%、90%和85%。采用该工艺,熔炼造渣+吹炼造铜可在同一反应器内完成,冶炼周期缩短至24 h,煤率9.6%,相较于传统工艺,冶炼效率大幅提升、操作环境好、能耗低,该工艺具有较好的应用前景。

湿法炼锌协同处置富氧顶吹炼铅烟尘分离回收镉的生产实践

针对富氧顶吹炼铅工艺铅烟尘中镉不断富集的难题,为充分发挥铅锌冶炼联合工艺流程的优势,利用湿法炼锌中的浸出工序实现烟尘中镉与铅的分离,再采用锌粉置换、净化,实现镉的分离和回收。结果表明:在初始硫酸浓度为20 g/L、液固比4∶1、浸出温度70℃、浸出时间3 h的优化条件下,铅烟尘硫酸浸出段镉浸出率为85.7%;烟尘中铅、银进入浸出渣,可返回铅系统实现铅的回收,浸出液可采用铜渣除,氯控制氯离子浓度小于200 mg/L;除氯后液并入锌冶炼湿法浸出、净化流程回收镉,实现镉的资源化利用,使铅烟尘中镉形成有效开路,整个工艺经济环保、可操作性强。

100t转炉四孔聚合射流氧枪三相流数值模拟

文章采用数值模拟软件Fluent,建立了一个四孔聚合射流氧枪顶吹转炉的三维模型,通过改变氧枪枪位和氧枪喷孔夹角,对转炉炼钢条件下的聚合射流与熔池的相互作用进行了模拟与分析。结果表明:在相同操作条件下,随着氧枪枪位的提高,射流对熔池的冲击直径由1.93 m增大到2.30 m、冲击深度由0.48 m降低到0.32 m,同时低枪位时射流对熔池的冲击动能大;在同一喷吹枪位下,随着氧枪喷孔夹角的增大,射流对转炉熔池的冲击直径由1.41 m增加到2.14 m、冲击深度由0.60 m降低到0.48 m。

“奥炉改造工程”的改造实践

侯马北铜公司是一个年产20万t阴极铜的新型冶炼厂,且奥斯麦特炉改造工程是侯马北铜公司技术升级改造和环保工程的一部分。针对该改造工程的改造实践,简要介绍侯马北铜公司奥斯麦特炉改造工程的主要工艺流程、冶炼工艺技术及冶炼物料处理设施,可供相关工程参考借鉴。

100t顶吹氧气转炉石灰石造渣炼钢技术的分析和工艺实践

通过石灰石造渣前期成渣机理的分析和转炉热平衡计算得出石灰石消耗为6.0t/炉时,需增加铁水消耗2.1t/炉,减少2.5t/炉废钢消耗,可保证石灰石炼钢终点温度和石灰炼钢终点温度一致。生产试验得出,石灰石造渣炼钢转炉终点碱度(3.3),终点温度(1 662℃)、终点[C](0.081%)、[P](0.016%)、命中率(90%)和普通石灰造渣炼钢工艺一致,但降低转炉炉料成本10.4元/t_钢,取得良好的经济和社会效益。

奥斯麦特富氧顶吹炼铅工艺技术改造及烟气净化除尘

对国内某公司原有"奥斯麦特(Ausmelt)富氧顶吹氧化+还原熔炼"一炉两段炼铅工艺进行技术改造,将氧化、还原熔炼分炉进行.通过与原有工艺流程、工艺特点的对比分析,得出氧化、还原熔炼分炉进行的优势;同时阐述和总结了改造后新增的还原炉烟气净化除尘工艺的设计、设备选型、生产运行状况等.

氧气顶吹熔融还原炼铁试验研究

介绍了氧气顶吹熔融还原技术的工艺、设备和氧枪在反应中最佳喷溅效果的模拟;此工艺采用浸入式水冷喷枪把富氧空气直接喷吹到渣层中来加强对熔池的搅拌,强化传热传质.通过用昆钢提供的原料初步试验,得到了与传统高炉品质相当的优质铁水.该工艺可以使用传统高炉无法使用的高磷铁矿石作为炼铁原料,且能冶炼出含磷降低的铁水,脱磷也是这种工艺的特点之一.

熔融淬冷法制备V_2O_5干凝胶薄膜的XPS研究

研究在熔融淬冷法中应用氧气顶吹工艺制备了 V2 O5溶胶。XRD分析表明 ,氧气顶吹工艺制备的 V2 O5· n H2 O凝胶薄膜与空气中熔融 V2 O5制备的 V2 O5· n H2 O凝胶薄膜的结构有细微差别。着重采用 X射线光电子能谱 (XPS)分析了两种 V2 O5干凝胶薄膜的化学组成及钒。

100t顶吹转炉三维可压缩流场的数值模拟

通过利用Fluent流体软件及标准κ-ε方程模型,研究氧气压力（11.46×10^5 Pa和6.88×10^5 Pa）及氧枪位置（1.2-1.5 m）对钢厂100 t顶吹转炉氧枪射流特性及钢液表面冲击的影响。结果表明,随氧气压力的增大,氧气在转炉内高速区范围变大,射流核心段长度变长,且气流的压能增加;氧气压力为11.46×10^5Pa时,当枪位由1.2 m提到1.5 m时,钢液表面氧气流最大冲击速度由240 m/s降低至194 m/s,高速区面积减少,钢液凹坑深度由0.37-0.43 m降至0.30-0.36 m,同时凹坑最大直径由0.70-0.80 m增至0.80-0.95 m。

100t转炉-LF(VD)工艺冶炼轴承钢的氧含量控制

通过铁水预脱硫-100 t顶底复吹转炉-吹Ar-LF(VD)-方坯连铸工艺生产轴承钢的实践,得出冶炼终点钢水碳含量为0.2%～0.6%时,钢水氧含量在50×10-6到150×10-6之间;经出钢时脱氧、吹氩、LF(VD)精炼后,中间包钢水中的全氧含量为(14～16)×10-6,铸坯中的全氧量＜12×10-6.分析表明,加强熔池搅拌,使钢渣充分反应,控制转炉下渣量＜5 kg/t钢,加强吹氩搅拌,控制LF顶渣碱度在2.0～2.5之间,(FeO)+(MnO)小于0.5%,可使轴承钢中全氧量进一步降低.

Φ5m×16.5m富氧顶吹镍熔炼炉的设计

浸没式富氧顶吹熔炼技术近些年发展很快,已广泛应用于铜、镍、铅、锡的冶炼以及炼铁、杂铜处理等,在工艺不断推广、创新的同时,富氧顶吹熔炼炉的结构也在不断创新、改进。本文结合实际,阐述了镍顶吹熔炼炉的设计创新。

低氧低磷钢的热模型试验

在60 kg热模拟装置上探讨顶底吹工艺和渣—钢成分变化对低氧、低磷钢冶炼的影响,同时,推导了钢中碳、磷反应的转化温度,研究底吹惰性气体流量与脱磷、降低渣中含铁和钢中溶解氧含量的冶金关系。

110t复吹转炉氧枪喷头设计参数对钢水冶金质量的影响

通过建立的几何模型,利用Fluent软件对出钢量110 t顶底复吹转炉氧枪喷头参数(夹角12°~13°,孔数4,流量22000~24000 m^3/h)对射流影响进行三维数值模拟,在1.1~1.4 m枪位,喷孔夹角12.5°的4孔氧枪可保持射流半径适中和较高的射流速度。钢厂冶炼45钢,Q235和HRB400钢的应用实践表明,采用12.5°喷头喷孔夹角,93炉次22 000 m^3/h氧气流量时110 t钢水的平均冶炼时间为14.8 min,终点碳符合冶炼钢种要求,终点[P]0.010%~0.030%,脱磷率≥96%。

降低转炉钢水终点碳氧积技术实践

延长转炉复吹炉龄一直是钢厂追求的目标,其中转炉钢水终点碳氧积又是衡量底吹效果的一个重要指标。降低钢水终点碳氧积既可提高合金收得率,又可提高钢水质量。

V_2O_5干凝胶薄膜的制备和结构研究

研究在空气及氧气顶吹条件下的V2O5熔融态对所产生的V2O5·nH2O凝胶薄膜结构和形貌的影响。XRD和SEM分析表明,2种方法制备的V2O5·nH2O凝胶薄膜的结构有细微差别。经过一定温度热处理后,两者差别更趋明显。在氧气中熔融制得的V2O5·nH2O凝胶薄膜具有更加完整的层状结构形貌。

IF钢的转炉工艺研究

以鞍钢260 t转炉生产的超低碳IF钢为对象,研究了超低碳IF钢的转炉冶炼工艺。结果表明,采取优化铁水罐折铁量提高转炉装入铁水比,增加复吹转炉底枪支数和供气流量进行强化冶炼,部分炉次采取零位搅拌工艺等措施后,能够降低吹炼终点碳氧积和终点氧含量,为RH精炼提供较好的初始条件。

120 t复吹转炉吹氧后氩气搅拌工艺的冶金效果

转炉后吹氩气搅拌工艺可以更进一步促进钢液中的碳氧反应,有效降低转炉冶炼终点的钢液氧含量。通过对120 t复吹转炉的后吹氩气搅拌工艺的工业试验结果表明,后吹氩气搅拌可降低转炉终点碳氧积,底吹流量800 m^3/h的氩气搅拌5 min后,[O]从吹氩前的897×10^(-6),降至400×10^(-6);(FeO)从18.5%降至13.7%,平均[S]从0.009%降至0.005%,平均[P]从0.008%降至0.006%;搅拌3～6 min钢液平均温度降低10～20℃。

富氧顶吹熔融还原炼铁工艺与实践

熔融还原炼铁技术能解决焦煤匮乏和环境污染两大难题,已成为炼铁发展的主要研究方向。通过富氧顶吹熔融还原高磷铁矿的试验,证明了利用氧气顶吹熔融还原技术冶炼高磷矿是可行的,并且在适宜的冶炼条件下,铁的收得率最高可以达到95%。在富氧顶吹熔融还原冶炼过程中随着还原温度的升高,铁的收得率和金属化率相应的提高,当熔炼温度在1600℃时,金属化率可达95.16%,铁矿粉中的铁元素被还原较为彻底。同时随温度升高生铁碳含量增加。