生物质燃料用于铁矿烧结的研究进展

生物质燃料由于来源广泛、储量巨大且具有高发热值、高纯度、低成本的优势而具有良好的应用前景,其应用于烧结生产也是钢铁行业低碳绿色高质量发展的重要途径之一。本文从原料制粒、烧结过程、烟气减排三个方面对生物质燃料在铁矿烧结工艺中的应用进行系统性的归纳与分析。在原料制粒方面,生物质燃料相较于焦粉和无烟煤,在烧结生产时需要配入更大的水分,根据生物质燃料的种类该水分配比可能需要增加1%~5%。在烧结过程方面,受限于燃烧特性,生物质燃料替代焦粉的比例不宜过高,一般为10%~40%,进一步提高该配比则会出现烧结矿成品率和转鼓指数、烧结机利用系数的显著降低。在烟气减排方面,生物质燃料在降低烧结烟气中CO、NO_(x)、SO_(x)、粉尘和二噁英等有害污染物排放量方面作用显著。对于大规模工业化应用,仍需继续加深理论与试验探索,进一步提高生物质燃料的可获得性,统筹生物质燃料回收加工处理的配套产业,并加大包括投资鼓励等政策支持。

硼镁铁精粉的烧结性能试验及工业应用

为了拓展可用铁矿资源的来源途径,本文对一种含硼、镁的铁矿资源(丹东硼镁铁精粉)的烧结性能进行试验研究,并开展相关工业应用试验。结果表明:硼镁铁精粉的同化性能与杨迪粉接近,液相流动性能与PB粉接近;在现有烧结原料和工艺条件下,硼镁铁精粉等比例替代地方磁精粉,有利于提高烧结矿的成品率,降低固体燃料消耗,改善烧结矿的低温还原粉化性能。该铁精粉配比低于10%对提高烧结机利用系数和烧结矿转鼓强度有利,高于10%对上述两个指标有负面影响。工业应用试验结果表明,配加3%的硼镁铁精粉后,烧结矿的全铁品位略有降低,烧结矿中B_(2)O_(3)质量分数增加,达到0.56%;烧结矿的粒度组成得到优化,(5,10)mm和≤5 mm的粒级占比分别降低0.79%和1.29%,>40 mm的粒级占比增加3.01%;烧结机利用系数由1.60 t/(m^(2)·h)提高到1.62 t/(m^(2)·h),烧结矿转鼓强度提高2.22个百分点,低温还原粉化指数(>3.15 mm)由58.80%上升至60.29%,烧结矿产、质量指标均有明显改善。

烧结机头电除尘灰和脱硫废液的协同资源化利用

在钢铁联合企业中,富含K、Na元素的烧结机头电除尘灰与富含氯离子的烧结烟气湿法脱硫废液的资源化利用是制约烧结工序环保工作的难题。本文通过对脱硫废液与机头电除尘灰的特性进行研究,发现烧结机头电除尘灰中碱金属元素的摩尔浓度为Cl元素的1.18倍;在机头灰的浸出液除杂过程中还要进一步引入Na元素,进一步放大了氯离子总量与碱金属含量不匹配的问题。本文提出烧结机头电除尘灰和脱硫废液的协同资源化利用技术,采用富含氯离子的脱硫废液与烧结机头电除尘灰进行浸出试验;通过对浸出液进行除杂、脱色,并进行浓缩结晶,制取KCl和NaCl晶体。试验结果表明,脱硫废液与机头电除尘灰以4∶1的比例混合搅拌,不仅能够满足烧结机头电除尘灰浸出液中碱金属离子与氯离子的平衡需要,而且能够代替清水用于溶解机头灰,从而实现烧结烟气脱硫废液与机头电除尘灰的环保协同处置和资源化利用。按照400万吨的规模测算,烧结机每月可产生机头灰600 t,应用新技术每月可生产300 t的KCl、60 t的NaCl,每月经济效益约为44.7万元。

粒度对熔剂性球团冶金性能及矿相结构的影响

为提高熔剂性球团质量,解析不同粒度条件下球团性能的变化规律,本文以唐钢新区带式焙烧机球团生产线为研究对象,通过投笼造球试验和冶金性能检测等方式,分别对8.0~10.0、10.0~12.5、12.5~16.0、16.0~20.0 mm 4种粒度条件下球团冶金性能和矿相结构进行研究。结果表明:随着熔剂性球团粒度的逐渐提高,球团抗压强度从1767 N/P提高至3606 N/P,1 h还原度从78.5%降低至47.8%,还原膨胀指数略有降低,整体维持在12%以下,低温还原粉化指数(>6.3 mm)从87.8%降低至66.5%,低温还原粉化指数(>3.15 mm)从95%降低至87.2%,低温还原粉化指数(<0.5 mm)变化幅度较小,约为4%;随着熔剂性球团粒度的逐渐提高,气孔率降低,从38.93%降低为31.4%,液相率略有降低,固相比例显著提高,从41.05%提高至58.41%,致密度提高但液相率降低可能使得原本存在的链接状态失去效果,侧面减弱了熔剂性球团的低温还原粉化性能。因此,在熔剂性球团生产过程中应控制合适的球团粒度,改善熔剂性球团性能和微观结构,以便有利于高炉提产顺行。

宝钢湛江烧结协同处置废脱硫剂的研究与应用

为解决湛江钢铁煤气精制单元产出的废脱硫剂返烧结资源化利用问题,通过化学成分、XRD、热重分析等研究废脱硫剂的各项理化性能,并进行相关烧结杯试验及工业生产实践,研究废脱硫剂对烧结矿产、质量及烟气排放指标的影响。结果表明:废脱硫剂中的S主要以单质形式存在,Fe以硫化铁、氧化铁、硫酸铁三种形式均匀存在;废脱硫剂在低于135℃时较为稳定,高于该温度会相继发生结晶水脱除和单质S氧化反应;废脱硫剂与烧结原料进行预混后以0.01%~0.10%配入混匀矿进行生产,烧结矿的产、质量和烧结烟气排放均可以达标,能够实现废脱硫剂全部回收利用。

基于DEM的强力混合机颗粒仿真与优化

为研究卧式强力混合机的混合过程和机理,提高混合效率,本文采用DEM软件对强力混合机的混合均匀性和效率进行研究。首先建立卧式强力混合机的数值仿真模型,分别对混合原料粒度、填充率、含水量、转子组件4个参数进行研究,分析其对物料混合时间、混合均匀性和转子部件磨损的影响规律,最后通过正交试验验证数值仿真结果的有效性。研究结果表明:含水量对混合度有显著影响;在填充率为10%、转速为55 r/min、表面能为3 J/m^(2)、含铁原料和溶剂粒度为8.5 mm,燃料粒度为6.5 mm时,筒内混合度最好。

高配比富氢燃料烧结技术研究及展望

烧结工序是钢铁行业节能减排的难点和重点,开发高配比富氢燃料烧结技术有助于推动低碳钢铁的发展。本文在分析气-固燃料复合供热烧结成矿机理的基础上,研究富氢燃气介质喷加工艺对烧结矿产、质量指标的影响,探讨高配比富氢燃料烧结技术仍然面临的关键问题。研究表明:在当前条件下,当燃气喷加体积分数为0.8%、喷加时长为8 min、喷加范围在区间1时是较合适的喷吹制度。在保证烧结矿产、质量基本不变的前提下,焦炉煤气、天然气喷加能达到的净减碳比分别为10.71%、21.21%,同时指出不同密度气体的混匀及喷加、燃烧带厚度及移动速度控制、料内过湿层的控制是未来高配比富氢燃料烧结技术的研究方向。

旋流雾化氨法脱硫除尘一体化技术研究

针对日趋严峻的钢铁行业污染问题和日趋严格的排放要求,分析烧结烟气氨法脱硫工艺特点,提出旋流雾化氨法脱硫除尘一体化技术:通过构造喷雾切圆旋流场,在湍流-声波-相变复合凝并作用下,有效控制脱硫塔的出口SO2及粉尘质量浓度。对柳钢110 m^2烧结机脱硫塔进行改造试验,结果表明:在不增装湿电除尘器的情况下,当入口烟气流量和温度大幅度波动时,改造后的出口SO2质量浓度稳定控制在32 mg/m^3以下,出口粉尘质量浓度稳定控制在10 mg/m^3以下。新技术的应用有效脱除了氨法脱硫过程中形成的气溶胶,使烧结烟气氨法脱硫工艺实现了稳定、高效、经济的污染物协同超低排放。

高配比褐铁矿烧结工艺优化试验研究

褐铁矿富含结晶水且易于熔融,高配比褐铁矿烧结过程要求的原料水分及焦粉用量略高。针对两种典型褐铁矿原料,开展烧结工艺优化试验研究,结果表明:烧结含铁原料中褐铁矿配比可提高至60%;在混合料水分为9.0%、焦粉用量为4.5%的条件下,获得的烧结矿成品率为73.92%,利用系数为1.24 t/(m^2·h),固体燃料消耗为64.14 kg/t,转鼓强度为61.86%;烧结矿高温冶金性能良好,符合高炉原料的要求。

微细粒级钛精矿生球团爆裂性能研究

生球团爆裂温度和爆裂率对球团生产具有重要的影响。以微细粒级钛精矿为研究对象,研究了成型压力、粘结剂添加量和生球含水量对其生球团爆裂性能的影响。结果表明:生球含水量越低,成型压力适宜降低,粘结剂用量越多,球团爆裂性能越好;当生球团在含水量为7%,成型压力为8 MPa,粘结剂用量为0.3%时,生球爆裂温度可达900℃以上,且球团不发生爆裂现象,满足生产工艺要求。

烧结环冷机余热回收工程实践

钢铁企业中烧结机冷却废气余热占烧结工序能耗的30%左右,余热利用潜力大。本文介绍了某钢铁企业3台烧结环冷机废气余热回收的工艺流程与实际应用效果;并针对实际蒸汽产量和收益等指标较设计和测算值偏低问题,分析了影响回收效果的烟气余热特性、环冷机密封性能以及系统运行优化控制等因素,提出了优化改进措施,可为今后烧结余热回收利用项目提供借鉴与参考。

烧结机半干法烟气脱硫塔结垢的原因分析及改进

本文对烧结机半干法烟气脱硫塔结垢问题从设备结构和工艺操作上进行了分析,通过采取调整喷枪角度,优化喷枪布局,合理控制工艺操作参数,优化烧结原料结构等措施,降低了脱硫剂消耗,杜绝了脱硫塔结垢。

浅谈烧结环冷机的跑偏与调整

烧结环冷机采用的是摩擦传动和正多边形的回转框架牵引台车运行,出现跑偏是一种普遍现象,尤其随着环冷机大型化后跑偏现象更为显著。本文通过对各种可能导致环冷机跑偏的原因进行逐一分析,指出回转框架无规则变形是环冷机跑偏最根本的原因,并通过包钢580 m^2液密封环冷机的应用实例提出了行之有效的调偏方法。

回转窑内废塑料/煤粉混喷模拟实验研究

采用卧式燃烧系统模拟回转窑喷吹混合燃料的燃烧过程，研究了回转窑中塑料和煤粉混合飞行燃烧过程的行为和机理。热重分析表明：煤粉与三种塑料（PE、EVA、ABS）的燃烧和着火特性指数相差一个数量级，其中PE的燃烧特性指数和着火特性指数最高，煤粉最低。煤粉中添加塑料，在卧式燃烧炉内进行混合喷吹燃烧试验，并对炉内温度场、燃烧尾气成分进行分析，结果表明：当煤粉中添加10％～20％塑料时，炉内最高温度区域移向燃料进口，塑料能够促进煤粉燃烧，提高其燃烧率；当添加的塑料超过20％时，最高温度区域向尾气出口处迁移，炉内温度明显降低，废塑料对煤粉燃烧产生抑制作用，降低了煤粉的燃烧率；随着煤粉中塑料添加比例从10％增加到30％，混合燃料燃烧产生的尾气中CO浓度不断增加，CO2、NOx和SO2的浓度则不断下降。

烧结配用焦化除尘灰的研究与应用

为了减少资源浪费,降低其对环境的影响,邯钢公司开展了烧结工序回收利用焦化除尘灰替代部分固体燃料的研究和应用。此举实现了废弃物循环利用,在降低烧结固体燃料单耗的同时,烧结矿质量还有所改善,取得了较好的社会效益和经济效益。

建立矿石评价体系,优化矿石供应商管理

通过对五种铁矿石价值评价方法进行分析比较,研究探讨了科学合理的矿石质量评价方法,结合涟钢实际生产情况,建立了矿石价值评价体系,借助该体系探讨了对矿石供应商的优化管理。

多种物料水分在线自动检测技术的开发

钢铁生产用的铁矿粉等原料大多是露天堆放,粉状物料受天气影响水分波动较大,这对于采用称重法的混匀配料来说,会造成实际配比失准,从而影响匀矿成分的稳定,对烧结生产不利。为此,各钢铁企业都设法检测料场各物料的水分,有的采用取样烘干法,但这种方法无法实时检测;有的采用红外水分仪,但因其对物料颜色的敏感性,在同一皮带交替输送多种物料时,便无法准确检测当前物料的水分。济钢第二炼铁厂结合卸料车定位系统、计量系统、以及红外水分系统的特性和要求,成功地解决了同一皮带上多种物料水分的在线检测难题,实现了干基配料。

邢钢提高球团矿质量的实践

邢钢两座8m2竖炉通过不断改善原料条件、合理控制工艺参数、稳定过程控制,使球团矿质量不断提高,为高炉稳定顺行创造了条件。

基于格式计算的综合原料场工艺预测模型

莱钢烧结厂型钢原料场打破传统的料场库存量整体估算模式,提出了一种纵横交错的格式计算法则;通过对原生产线配备的工业控制微机等先进设施进行技术潜能再开发,创建了一个基于格式计算的综合原料场工艺预测模型,将传统式模糊数据控制转变为精确参数控制,为料场生产组织及各级管理决策提供了科学依据。

返矿参与配料计算的实践

新兴铸管股份公司第二炼铁部为了进一步降低烧结矿成本,提高烧结矿产、质量,提出了返矿参加优化配料的计算方法,即以烧结矿成本为最终目标,以烧结矿的质量指标和实际生产经验为约束条件,将内部循环返矿作为一种原料用于计算,自动优化出最佳的原料配比。通过三年来的生产实践,烧结矿质量和碱度稳定率得到了大幅度提高。