轉(zhuǎn)底爐工藝

2010-02-07 作者：佚名網(wǎng)友評論 0 條

轉(zhuǎn)底爐直接還原綜合利用我國鐵礦資源及新工藝的研究段東平博士煉鐵.新工藝.直接還原.轉(zhuǎn)底爐.珠鐵.轉(zhuǎn)底爐.還原工業(yè).含碳球團(tuán).分解轉(zhuǎn)化；鋼鐵冶金北京科技大學(xué); 該文綜合國內(nèi)外有關(guān)轉(zhuǎn)底爐直接還原及其相關(guān)研究文獻(xiàn),分析論述了轉(zhuǎn)底爐的技術(shù)起源、工藝特點(diǎn)、流程發(fā)展及其優(yōu)劣對比,比較了中國直接還原工業(yè)的現(xiàn)狀和差距,由此確定了該課題的研究方向和任務(wù).針對含碳球團(tuán)還原產(chǎn)品中硫含量普遍偏高而原因不明的現(xiàn)象,該文還借鑒高溫法定硫原理,首次揭示了硫在含碳球團(tuán)還原過程中的分解轉(zhuǎn)化行為.研究表明,在900～1300℃和球團(tuán)中CaS大于1.0的情況下,原料帶入的硫有88～95﹪仍然保留在金屬化球團(tuán)中.無煙煤的可燃硫比煙煤的可燃硫揮發(fā)要多,其中硫化物硫、有機(jī)硫、單質(zhì)硫的揮發(fā)率依次提高.CaO含量對產(chǎn)品硫含量及其賦存狀態(tài)有顯著影響.在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,文中對含碳球團(tuán)還原過程的硫分配規(guī)律、以及相應(yīng)的環(huán)保優(yōu)勢進(jìn)行了推導(dǎo)計算和理論分析.借鑒Reichardt區(qū)域熱平衡分析計算原理,作者提出并建立了基于轉(zhuǎn)底爐直接還原的區(qū)域熱平衡圖解,從理論的角度分析了轉(zhuǎn)底爐熱效率和熱平衡的關(guān)系及其三種生產(chǎn)模式,并在生產(chǎn)實(shí)踐中加以運(yùn)用、達(dá)到了預(yù)期的效果.作者結(jié)合含碳球團(tuán)還原試驗(yàn)及其硫的轉(zhuǎn)化行為研究結(jié)果、區(qū)域熱平衡分析結(jié)論,解決了轉(zhuǎn)底爐工藝設(shè)計中的含碳球團(tuán)成球方式、產(chǎn)品冷卻、煙氣處理問題以及如何提高轉(zhuǎn)底爐熱效率的問題.日前,中國自行設(shè)計的10萬噸級轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)線已經(jīng)投入運(yùn)轉(zhuǎn).根據(jù)中國鐵礦資源和能源結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,該文提出了采取先還原、后分離篩分、磁分、熔分的轉(zhuǎn)底爐直接還原新工藝路線,認(rèn)為這是一條在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都可行的、適于處理普通品位鐵精礦和難選赤鐵礦的煉鐵新途徑.

轉(zhuǎn)底爐煤基熱風(fēng)熔融煉鐵工藝的基礎(chǔ)性研究徐萌博士煉鐵工藝；熱風(fēng)熔融；高溫還原；轉(zhuǎn)底爐；鋼鐵冶金北京科技大學(xué); 轉(zhuǎn)底爐煤基熱風(fēng)熔融煉鐵工藝，是20世紀(jì)九十年代末由北京科技大學(xué)冶金學(xué)院冶金噴槍研究中心在轉(zhuǎn)底爐直接還原基礎(chǔ)上開發(fā)的新煉鐵工藝該工藝以礦粉煤粉復(fù)合含碳球團(tuán)為原料，在1350～1450℃的溫度下，使得球團(tuán)快速還原，經(jīng)渣鐵熔分，得到形似珠狀、成分如生鐵、不含脈石的產(chǎn)品，稱為珠鐵，而不同于一般的金屬化球團(tuán)本文主要為該工藝的基礎(chǔ)研究，目的是充分地掌握含碳球團(tuán)還原熔分的特點(diǎn)、機(jī)理以及所需要的一般性條件因此利用高溫電阻爐對轉(zhuǎn)底爐內(nèi)含碳球團(tuán)還原、熔分行為進(jìn)行了熱態(tài)模擬，并且對含碳球團(tuán)還原、熔分過程中硫的分配、硫的行為及如何控制或者降低珠鐵中的硫含量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究然后又將研究對象擴(kuò)展到普通鐵礦粉之外的特殊鐵礦，特別是對釩鈦磁鐵礦、鈦精礦復(fù)合含碳球團(tuán)的還原熔分行為進(jìn)行了探索性的研究，既擴(kuò)大了轉(zhuǎn)底爐煤基熱風(fēng)熔融煉鐵工藝對礦的適用范圍，又為鈦資源利用開辟了新的方法在確定含碳球團(tuán)還原熔分的基本參數(shù)后，針對工業(yè)轉(zhuǎn)底爐原型，利用CFX軟件，耦合湍流、燃燒和輻射模型，對轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)湍流流動、燃燒和傳熱進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，得到了爐膛內(nèi)溫度場和流場的分布本研究的主要創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在1對轉(zhuǎn)底爐煤基熱風(fēng)熔融煉鐵工藝進(jìn)行了高溫?zé)釕B(tài)模擬，研究了含碳球團(tuán)的還原熔分的行為以及還原熔分過程中的硫行為及硫控制2提出了通過轉(zhuǎn)底爐利用鈦資源的兩條路線，并通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這兩條路線的技術(shù)可行性一是以釩鈦磁鐵精礦為主要原料，以Na2SO4為熔劑，經(jīng)過還原熔分后得到鐵和品位約50％的含鈦渣，二是以鈦精礦為原料，以Na2SO4和Li2CO3為復(fù)合熔劑，經(jīng)過還原熔分和磁選后得到當(dāng)量直徑3～8毫米的粒鐵和品位約75％的含鈦渣3根據(jù)熱態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，對轉(zhuǎn)底爐內(nèi)燃燒、傳熱、流動現(xiàn)象進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了轉(zhuǎn)底爐料面層的溫度場和流場的分布，為工程化設(shè)計提供參考和依據(jù)

含錳貧鐵礦綜合利用及轉(zhuǎn)底爐內(nèi)燃燒過程數(shù)值模擬的研究唐惠慶博士錳鐵礦貧礦；直接還原；磁選；二氧化錳；稀土氧化物；轉(zhuǎn)底爐；數(shù)學(xué)模型；冶金物理化學(xué)北京大學(xué)醫(yī)學(xué)院北京科技大學(xué); 該文針對湖南省蘭山縣內(nèi)的含錳貧鐵礦提出一條新的綜合利用流程.全文包括三大部分含錳貧鐵礦流程的綜合利用,稀土氧化物對MnO<,2>碳熱還原的催化,轉(zhuǎn)底爐燃燒場的數(shù)學(xué)物理模擬.熱力學(xué),動力學(xué)理論計算證明了直接還原+磁選新流程的可行性.實(shí)驗(yàn)表明球團(tuán)的各咱強(qiáng)度都能滿足的轉(zhuǎn)底爐的生產(chǎn)要求.優(yōu)化的還原條件還原溫度1423K,配碳過量15%,還原時間15min時,鐵可以達(dá)到95%的金屬化率.原礦經(jīng)過直接還原后,按照粒度分級和干式磁選方法,可以使富集后鐵的品位達(dá)到電爐對直接富集后鐵的要求.添加5%CaO后,對提高直接還原鐵的品位和產(chǎn)量都有效果.高場強(qiáng)的濕式磁選對富集錳有利.實(shí)驗(yàn)研究了稀土氧化物對二氧化錳直接還原的催化作用輕稀土氧化物對二氧化錳盾接還原有催化作用,在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),以La<,2>O<,3>3%的催化效果明顯.SEM和量論推導(dǎo)認(rèn)為稀土氧化物對MnO<,2>直接還原催化的實(shí)質(zhì)是對內(nèi)配碳?xì)饣磻?yīng)的催化.利用PHOENICS對轉(zhuǎn)底爐內(nèi)燃燒過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,模擬得到了熱態(tài)氣相場料層面的爐氣的流動主要沿圓周方向流向煙道,越靠近煙道出口,爐氣的切向速度也越大.在出料口爐氣流動形成一個回流區(qū).模擬得到了料層面的低溫區(qū)的分布,模擬結(jié)果得到了料層面燃料與空氣混合的詳細(xì)信息.

關(guān)鍵詞：工藝