从炼铁新技术及基础理论研究方面介绍了烧结球团提质降耗新技术、焦炭在高炉内行为解析研究、高炉喷吹清洁燃料技术、高炉长寿技术、高炉炼铁数据建模技术以及冶金尘泥再处理技术。从基础研究出发，提出了目前最具有潜力的炼铁新技术；然后在国家碳中和战略的大背景下，综述了目前国际上的非高炉炼铁技术研究进展，为我国低碳炼铁发展提供依据；最后从最新微观研究手段出发，介绍了目前炼铁研究领域在微观尺度的研究进展，多尺度综合调控研究高炉炼铁过程机理，为未来低碳炼铁发展方向提供思路

为了使炼铁工业摆脱对化石能源的依赖及满足越来越严格的环境要求,将生物质能的开发利用与直接还原技术进行集成提出一种新型的绿色炼铁方法.把生物质、铁矿石粉与添加剂混合制取生球团,利用生物质催化气化制备的富氢合成气作为还原剂,生物质的高温燃烧为生球团的预热和预热球团的直接还原提供外加热源.对影响生物质直接还原炼铁的因素,如预热、还原温度及球团粒径进行了研究,发现减小球团粒径、增加预热和还原温度能够提高直接还原铁产品的全铁质量分数及金属化率.当采用品位65.21%的铁精矿为原料,在最优操作条件下(生球团粒径介于8~10 mm之间,900℃预热30 min,1000℃下还原60 min)可制得全铁TFe质量分数为86.1%,金属化率为94.9%的高质量直接还原铁产品

基于炉渣离子-分子共存理论(IMCT)建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系的硫化物容量预报模型,即IMCT-CS2-模型,比较了该渣系1773 K时实测的硫化物容量、IMCT-CS2-模型预报的硫化物容量及其他五种硫化物容量模型的计算结果.结果表明,由IMCT-CS2-模型预报的1773K时CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系的硫化物容量更精确.本文建立的IMCT-CS2-模型不仅可计算该渣系的总硫化物容量,而且可计算该渣系中自由CaO和MgO各自的硫化物容量.1 773 K时CaO-SiO2-MgO-Al2O3炼铁渣系中Al2O3质量分数由10%增加到17%,CaO质量分数由38%增加到44%,MgO质量分数由12%降低到4%可使自由CaO对该渣系的总硫化物容量贡献率由97%提高到99%,同时使自由MgO的贡献率由3%降低到1%

从炼铁生产过程分析入手,在功能模型的基础上建立了物流管制及生产优化决策支持系统。该系统将工艺控制与物流管制相结合,为炼铁生产的系统优化提供决策支持

全氧高炉炼铁——生铁粒化脱碳——电炉炼钢——水平连铸4种技术的组合,形成了一个适用于小型钢铁厂的生产流程。全氧高炉炼铁工艺全面提高了小高炉生产指标并实现了以煤粉为炼铁主要能源。脱碳粒铁——电炉炼钢解决了高炉生铁小型化炼钢的难题。精密水平连铸则简化了轧钢工序并减少钢坯加热煤气消耗。另一方面全氧高炉提供的高质量煤气为建立高效自备电厂创造了条件,这就使小型钢铁联合企业有可能应用这一合理组合达到完善的企业内部能量平衡

探讨了高炉炼铁计算机辅助教学系统的系统功能,提出了多媒体计算机辅助教学系统的硬件配置方案和高炉炼铁CAI课件的设计方法

采用两种不同的升温制度对生物质进行碳化,碳化温度选为300、400、500、600和700℃,保温时间分别为30、60和90 min.利用扫描电镜及热重分析仪对所得生物质焦的成分、微观结构及燃烧性能等进行分析,并研究了制备条件对生物质焦的产率及与CO2反应性的影响.结果表明,生物质焦具有与煤不同的典型管状或片状结构,其N、S、灰分、碱金属含量及燃烧性能优于煤炭,适合用作炼铁过程的还原剂和发热剂,以替代部分煤粉和焦炭.综合考虑,炼铁用生物质焦的最佳制备条件是,采用恒温加热模式将生物质加热至500℃进行碳化,并保温30 min

运用系统科学还原论和整体论的研究方法,从时间、温度、流量、生产组织、铁水预处理效果、能耗、环境污染等方面分析了六种典型流程区段炼铁炼钢界面技术特点.可以看出六种不同流程区段炼铁炼钢界面各自的比较优势,铁水预处理\三脱\只适合大高炉-大转炉流程区段,其中含转炉脱磷技术的流程更具有优势.指出取消混铁炉、采用铁水包功能多样化和\一包到底\是高炉-转炉界面发展的方向

为了研究开发炉顶煤气循环μ氧气鼓风高炉炼铁新工艺,建立其综合数学模型.模型由高炉各个区域煤气成分计算方程、高炉上部空区热平衡模型、热化学平衡模型和炉身效率模型组成.用此模型计算了该炼铁工艺的基本工艺参数.结果表明:新工艺的焦比为200 kg·t-1,煤比为200 kg·t-1,相比传统高炉,燃料比降低22.9%;风口循环煤气量对风口理论燃烧温度影响较大,风口循环煤气量每增加10m3·t-1时,风口理论燃烧温度降低17.6K.此外,应用此模型还可以计算任何原料和燃料等条件下的炼铁工艺参数,研究相同原料和燃料条件下的各个工艺参数的变化规律

烧结矿是我国高炉炼铁的主要原料,烧结矿质量将直接影响高炉冶炼及炼铁工序的经济技术指标.因此,基于铁矿粉的高温特性进行优化配矿从而改善烧结矿的产质量对于炼铁工序节能增效具有十分重要的现实意义.铁矿粉的液相流动性是非常重要的烧结高温特性指标,适宜的液相流动性可以使烧结矿获得较高的固结强度.本文模拟实际烧结黏附粉层中铁矿粉颗粒与钙质熔剂质点的接触状态,采用FastSage热力学计算和微型烧结可视化试验方法研究了固定CaO配比条件下铁矿粉的液相流动性及其主要的热力学液相生成特征影响因素.研究结果表明,采用固定CaO配比与固定碱度的熔剂配加方式下,铁矿粉的液相流动性规律明显不同.铁矿粉的液相生成量是影响其液相流动性的最主要液相生成特征因素,液相生成量越多则铁矿粉的液相流动性指数越大.铁矿粉液相流动性的配合性机制是基于其液相生成量的线性叠加原则.脉石矿物含量将在一定程度上影响铁矿粉的液相流动性,随着SiO2含量的升高铁矿粉的液相生成量减少,从而导致液相流动性指数显著降低;而Al2O3含量增加,液相流动性指数略有升高