高炉风口焦炭劣化过程研究

利用偏光显微镜和扫描电镜研究了高炉风口焦炭被CO_2及渣铁侵蚀后的微观组织形貌,并分析了风口焦炭的劣化过程。研究结果表明,焦炭中的灰分在高温作用下会由气孔壁表面析出;CO_2分子与渣铁经焦炭表面的气孔渗入焦炭,对焦炭的表层进行侵蚀;外层焦炭经过渣铁冲刷、渗碳、燃烧等一系列作用后,粉化并逐层剥离,反应逐渐向焦炭核心进行,焦炭粒径逐渐减小,直至消失。

沙钢5800 m^3高炉合理铁口深度的控制

沙钢5800 m^3高炉自2018年5月起铁口深度持续变浅,有时铁口深度不到3.4m,导致短期内铁口深度偏浅的主要原因,一是炉缸呈现不均匀侵蚀,二是炮泥质量波动,三是跑泥次数增加。通过采取调整布料矩阵控制边沿气流,焦炭质量波动时控制煤比保证炉缸活性,短期采用两铁口出铁及缩小钻头直径等措施,促使铁口深度延长。

含锌电炉粉尘水热法制备尖晶石型Mn-Zn铁氧体

以含锌电炉粉尘为原料,添加MnSO_(4)·H_(2)O弥补金属离子不足,采用水热法制备了尖晶石型Mn-Zn铁氧体,运用XRD、XRF、SEM-EDS和VSM技术进行了表征。结果表明:当含锌电炉粉尘与MnSO_(4)·H_(2)O质量比(R)减小时,所制备Mn-Zn铁氧体的饱和磁化强度和矫顽力均增加,晶粒尺寸减小;当水热反应温度升高时,饱和磁化强度增加,矫顽力和晶粒尺寸均减小。含锌电炉粉尘经2 mol/L NaOH溶液预处理后,所制备Mn-Zn铁氧体的磁性能大幅提升。在水热温度为220℃、R为1∶1.0的优化条件下反应6 h所制备Mn-Zn铁氧体的微观形貌为表面光滑的球状颗粒,饱和磁化强度达64.35 A·m^(2)/kg,矫顽力为1.11 A/m,晶粒尺寸为19.05 nm。

高炉风口焦炭的特点及分析

对沙钢2 500m^3高炉进行风口焦炭取样,测定风口焦炭灰分、粒度、光学组织、石墨化程度、反应性以及最大承受压力,对比分析风口焦炭与入炉焦炭的质量变化。研究表明,风口焦炭的粒度降低,反应性提高,石墨化程度增加,焦炭表层组织侵蚀较重,反应层厚较薄,抗压强度不变,焦炭表层耐磨强度降低,易发生粉化。

低成本配煤采购系统的研发

低成本配煤采购系统由煤炭特性记录管理系统和煤炭采购优化系统组成。煤炭特性记录管理系统可以对所有炼焦煤的性能参数进行记录、修改、计算,求出不同时间段内煤炭性能参数的平均值,为煤炭采购系统提供煤炭性能数据。煤炭采购优化系统可以在煤炭质量、焦炭质量预测、煤炭净价格(煤炭价格-副产价格)、煤炭采购等限制条件下,利用SOLVER规划求解的方法,自动得出满足焦炭质量要求和所有采购限制条件的净价格最低配煤采购方案,从采购环节实现对焦炭高质、稳产、成本最低的长远控制。

高炉块状带焦炭劣化机理

模拟高炉块状带气流和温度条件,研究了粒度、熄焦方式和焦炭类型对焦炭劣化影响,以及高炉上部碱金属K_2CO_3和Na_2CO_3催化焦炭与CO_2的反应机理。结果表明:小粒度焦炭和湿熄焦炭失碳率较高,产生的粉末量多;捣固焦炭在反应开始时劣化程度低于顶装焦炭,随着反应时间增加,劣化程度高于顶装焦炭;碱金属会与焦炭中的灰分形成催化复合物,导致焦炭与CO_2反应的起始温度降低,破坏焦炭的微晶结构,失碳率增加,粉化加重;K_2CO_3的催化作用高于Na_2CO_3的催化作用。

降低MgO含量对高炉渣黏度和熔化性温度的影响

以高炉生产中实际渣样为基础,检测不同炉渣成分对炉渣黏度和熔化性温度的影响,对降低炉渣中MgO含量的可行性进行研究.实验结果表明,当wAl2o3为15％,在炉况稳定,炉缸温度充沛的情况下,二元碱度较高（1.2左右）,可将wMgO下降到4％～6％;二元碱度较低（1.1左右）,可将wMgO下降到5％～6％,保证炉渣适宜的流动性,不影响高炉正常运行.同时结合CaO-SiO2-MgO-Al2 O3相图和等黏度图分析,当炉渣中wMgO为5％,从1500℃降为1 400℃时所对应的黏度值上升最快,这与实验数据相一致.

高炉风口焦炭的形貌与冶金行为

为了研究焦炭在风口区域的劣化过程,获取高炉风口区及风口区边缘焦炭样品,利用显微分光光度计和扫描电镜对焦炭与氧化性气体、炉渣和铁水的反应界面形貌与生成物进行了检测,分析了焦炭在风口区的冶金行为。研究结果表明,氧化性气体会以消耗碳元素方式侵蚀焦炭基质,炉渣则会进入焦炭气孔和裂纹中,通过反应、冲蚀和挤压气孔壁的方式瓦解焦炭。铁水主要通过渗碳作用侵蚀焦炭,残留的灰分会覆盖气孔壁表面,阻碍化学反应进行。风口区的焦炭已经高度石墨化,呈现大量片状石墨结构,微观结构的改变导致焦炭强度降低,最终瓦解粉化。焦炭内部的灰分、炉渣颗粒会与炉渣融合,形成终渣。

小高炉顶温偏低问题的分析

沙钢9号500m3级小高炉2014年顶温平均为130℃,低时只有102℃。干法布袋除尘高炉顶温的合理区间为120~250℃,因此9号炉顶温偏下限。经分析,目前操作条件下风温、燃料比对顶温影响明显。高炉热负荷对顶温影响较大,适当发展中心气流、减弱边缘气流有利于降低冷却强度、提高顶温。但是9号炉常用布料矩阵的粒度偏析较严重,不利于发展中心气流。通过适当增大40mm以上大粒度焦炭所占比例,降低焦炭反应性,以及适当增加焦丁用量等可以发展中心气流,提高顶温。