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烟气循环烧结过程风氧平衡

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130504

与普通烧结相比,烟气循环烧结工艺拥有节能减排和清洁生产的优势.为此,重点研究了烟气循环烧结过程风氧平衡规律,旨在保证烧结产质量指标的前提下,进一步提高烟气循环率,根据理论计算结合实测对烟气循环烧结过程风氧平衡进行了研究.研究结果表明:烧结机的中前部和尾部几个风箱的烟气具有低硫、氧含量高、温度较高的特点,可以作为循环烟气,与部分高温环冷废气均匀混合后,在保证烧结进风氧气体积分数18％以上的前提下,通过优化调节主抽风量、漏风率和烧结耗氧量等,可以实现烟气循环率达到43％,为烟气循环烧结工艺的发展提供了理论指导.

关键词: 烟气循环 , 铁矿烧结 , 风氧平衡 , 节能减排

烧结工序流分析及评价

胡兵 , 贺新华 , 王兆才 , 李宗平 , 孙英 , 周志安

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140273

在钢铁形势日趋严峻的当下，节能减排是烧结厂得以生存的必由之路。基于物料平衡和热平衡原理建立的烧结工序流评价模型，可以从宏观和微观两方面反映出烧结工序的流走向，从而挖掘其节能潜力所在。对某一典型烧结厂的流分析研究结果表明，该烧结过程固体燃料和混合料的分别占收入的73．59％和17．28％，热烧结矿的物理、烧结机损和烟气的热量分别占支出的47．42％、30．34％和21．63％，该烧结工艺的普遍效率和目的效率分别为69．66％和48．02％，具有较大的节能潜力。可以采用优化配矿、厚料层烧结、烟气循环烧结、余热发电等技术措施来提高效率，最终实现烧结工序节能减排的目的。

关键词: 烧结工序 , 流分析 , 评价模型 , 节能减排

碱度对热压含碳球团软熔滴落性能的影响

储满生 , 柳政根 , 王兆才 , 付磊 , 李壮年

钢铁

热压含碳球团是一种利用煤的热塑性提高冶金性能的新型炼铁原料,具有还原速度快、高温强度高、原料适应性强等优点.在固定碳氧比n(FC)/n(O)为1.00的条件下,通过改变热压含碳球团碱度,系统研究了碱度对热压含碳球团软熔滴落性能的影响.研究表明:碱度对软化区间、熔化区间、滴落率等软熔滴落性能参数有显著的影响.随着碱度的增加,软化区间t40-t4先变窄后加宽,在碱度为1.40时最窄,降至331℃;熔化区间tD-ts先缓慢变窄后急剧加宽,在碱度为1.00时最窄,降至47℃;滴落率先增加后降低,在碱度为1.20时滴落率最高,达到22.22%.从软熔滴落性能角度综合考虑,实际生产热压含碳球团时其适宜的碱度范围为1.00～1.20.

关键词: 炼铁原料 , 热压含碳球团 , 软熔滴落性能 , 碱度

含钒钛铁精矿氧化球团气基竖炉直接还原模拟试验

王兆才 , 陈双印 , 储满生 , 韩子文 , 薛向欣

钢铁钒钛

我国钒钛磁铁矿资源丰富,但综合利用难度大,现有工艺仍存在一些问题,工艺流程还有待完善和革新.气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺为钒钛磁铁矿资源清洁高效综合利用提供了新途径.以含钒钛的铁精矿为原料制备氧化球团,模拟气基竖炉直接还原条件,研究了还原气组分和温度对球团的还原进程、还原膨胀以及还原强度的影响.结果表明:以钒钛铁精矿为原料.配加1％膨润土,在1250℃下烙浇20 min后,所制备氧化球团性能良好,具有较高的抗压强度.在恒定还原气组分(纯H2、H2/CO=2.5、H2/CO=1、H2/CO=0.4和纯CO)和温度(850、900、950和1 000℃)下,钒钛铁精矿球团还原速率快、还原膨胀率小(＜20％),可满足气基竖炉直接还原工艺要求.煤制气-气基竖炉直接还原凭借其能耗小、环境友好、单机产能大、产品质量好等优点.将在钒钛磁铁矿资源高效清洁综合利用领域得到发展.

关键词: 钒钛磁铁矿 , 氧化球团 , 直接还原 , 竖炉

煤制气-竖炉生产直接还原铁浅析

王兆才 , 陈双印 , 储满生 , 柳政根 , 张健伟

中国冶金

以国内磁选铁精矿为原料制备的氧化球团综合性能良好,可作为竖炉直接还原用氧化球团.国内适合于煤气化的褐煤和低变质烟煤资源储量较大,占煤炭资源总量的50％以上,可以满足煤化工发展的需求.综合煤种需求、生产能力、煤气品质以及能耗指标,选取适宜的煤气化工艺,形成以煤制合成气为还原剂,以竖炉为反应器的煤制气-竖炉直接还原炼铁新工艺,是天然气匮乏而煤资源丰富的中国发展直接还原铁生产、实现低碳高效炼铁的有效途径.

关键词: 竖炉 , 煤制气 , 氧化球团 , 直接还原铁

烧结烟气循环风氧平衡模型

王兆才 , 周志安 , 胡兵 , 孙英 , 叶恒棣 , 王敏

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150418

在全面掌握烧结烟气特性的基础上,建立烟气循环系统风氧平衡模型,分析烧结废气中O2体积分数、富氧气体中O2体积分数及漏风率等因素对烧结废气循环率的影响规律,提出了适宜的内外循环方案.研究结果表明:烧结机前段风箱废气中O2体积分数较低,为10%~13%,在18号风箱之后O2体积分数逐步上升.烧结废气温度升高,气体密度变小,流速增大,但各风箱支管内废气标况流量波动幅度不大.烧结循环废气和富氧气体中O2体积分数越高、烧结机漏风率越低,则烟气循环率越高.以环冷机热风为富氧气体,烟气内外循环率可达30%;以工业纯氧为富氧气体,烟气内循环率达40.70%;烟气外循环率达59.93%.内循环工艺在风箱支管取风,操作灵活,需外配大功率变频抽风机,工程改动量多,固定投资高,更适于新建项目;外循环工艺在主抽风机后烟道取风,无法避免烟气一次循环后的再生效应对烧结生产的影响,只需外配小功率引风机即可,更适用于改造项目.

关键词: 烧结 , 烟气循环 , 风氧平衡 , 节能减排

高炉炉料配加热压含碳球团软熔滴落性能的试验研究

储满生 , 柳政根 , 王兆才 , 赵凯 , 郭同来

钢铁

以常用的炼铁原料为基础,系统研究了配加不同比例的热压含碳球团对高炉炉料的软熔滴落性能的影响,并进行了理论分析。研究表明,配加热压含碳球团对高炉综合炉料的软化区间、熔化区间、滴落率和透气性等软熔滴落性能参数有显著的影响。随着热压含碳球团配比的增加,软化区间t40-t4逐渐变宽;熔化区间tD-tS逐渐变窄,熔化开始温度tS逐渐升高,滴落温度tD逐渐降低;滴落率先增加后降低,当配比为40%时,滴落率最高,为67.10%;最高压差先下降后升高,但在配加热压含碳球团条件下,炉料的最高压差都有所降低。从综合炉料的软熔滴落性能综合考虑,高炉炉料配加热压含碳球团的适宜配比应为40%～50%。

关键词: 高炉 , 炉料 , 炼铁 , 热压含碳球团 , 软熔滴落性能

氧化球团微波加热煤基直接还原过程微观机制

胡兵 , 黄柱成 , 王兆才 , 孙英

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150331

为了解决常规加热煤基直接还原的反应时间长、还原温度高、产品质量差等问题,基于微波加热特性结合直接还原理论提出了采用微波加热进行氧化球团煤基直接还原的新工艺。通过采用扫描电镜、能谱分析仪和显微硬度计等检测手段对常规加热和微波加热煤基直接还原过程进行了深入研究,探究氧化球团微波加热煤基直接还原过程微观机制。研究结果表明,微波加热不仅改变了球团矿的微观结构和能量分配,而且在某种程度上表现出微波加热的“非热效应”,常规加热时,在还原温度1050℃下还原150 min,球团金属化率仅为89.38％；氧化球团煤基直接还原过程采用微波加热,从室温上升到1050℃后再等温14 min,球团金属化率达到92.67％。

关键词: 氧化球团 , 微波加热 , 煤基直接还原 , 金属铁连晶