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

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

利用钢铁制造流程的多维物流管制理论,对宝钢炼铁炼钢生产界面中的空间组织、时间因素、铁水流量和温度等物流参数进行了解析,并对流程物流调控进行了量化处理,使得高炉—铁水预处理—转炉流程的整体优化具有数据支撑。分析结果表明,流程的衔接匹配是稳定生产的关键,同时指出了宝钢生产流程衔接的不合理之处

根据我国铁水预处理的现状及发展趋势,论述了我国冶金企业采用冶金系统工艺决策的必要性和现实性。在叙述冶金系统优化方法的基础上,介绍了应用动态规划对“高炉炼铁-铁水预处理-转炉炼钢”系统最佳生产流程的研究

在自然界中,大多数金属通常以矿石形式存在,即以化合态形式存在,如铁矿—Fe2O3的形式存在。而铁的腐蚀产物铁锈 的主要成分为Fe2O3。大家都知道炼铁的过程(即Fe2O3→Fe)需 23° 要大量的能量,其相反的是铁的腐蚀过程(即Fe→Fe2O3),这是铁恢复到它的自然状态的过程

分析了巴西MBR块矿的矿相结构、矿物组成及冶金性能.MBR块矿的各项冶金性能较好,与烧结矿组成的综合炉料在高炉内的同化过程开始温度和结束温度均较高,但同化速度相对减慢.唐钢二炼铁厂的炼铁生产实践结果表明,适当配用MBR块矿,高炉入炉品位上升,矿耗降低,综合焦比下降,铁成本降低,高炉顺行状态良好.MBR块矿在改善高炉综合技术经济指标的过程中起着重要作用

建立了钢铁企业长流程CO2过程排放模型,给出总排放和工序排放的计算方法.计算发现:国内某800万t产量规模的典型钢铁企业CO2总排放在2007年达到1561.64万t,吨钢排放1.85t CO2;工序排放从大到小依次为炼铁、焦化、烧结、轧钢、炼钢、熔剂焙烧和球团工序,其中炼铁和焦化工序排放分别占总排放的58.83%和11.25%.为了评价钢铁企业能源消耗和CO2减排关系,提出钢铁企业CO2综合排放因子和能耗碳饱和指数评价方法.研究表明,为了减少CO2排放,钢铁企业不仅需要降低总体能耗,还需要降低能耗的碳饱和指数,能耗碳饱和指数与能源结构相关,能源结构中CO2总影响系数大的能源种类消耗量越大(例如焦炭),碳饱和指数越高,越不利于CO2的减排.这说明实现钢铁生产的生态园区化、优化能源结构以及加强钢铁生产的能源转换功能对钢铁企业减排有显著作用

针对钢铁厂物质流和能量流对能耗同时产生影响的问题,建立了能耗瓶颈诊断模型.模型分别用钢比系数和工序能耗衡量物质流和能量流,其功能是将吨钢综合能耗的变化分解为钢比系数的变化和工序能耗的变化,从而将两种因素的影响相分离,寻找能耗瓶颈.模型分析通过三步进行,分别针对总流程、区域和工序,形成了系统的分析体系.同时,提出了贡献指数的概念,以定量地描述各个因素对吨钢综合能耗的影响大小.利用该模型对某钢厂2001年和2007年的能耗指标进行实例分析,找出了相应的能耗瓶颈为炼铁区域和轧钢区域钢比系数的增加与炼钢区域工序能耗的上升,并提出了增加热送热装比、降低加热炉燃料消耗等节能对策

炉顶煤气循环-氧气鼓风高炉炼铁新技术的工艺特点决定了煤粉在其回旋区内的燃烧条件与传统高炉相比将发生很大变化.本文建立了氧气高炉直吹管—风口—回旋区下部煤粉流动和燃烧的数学模型,研究了入口布置方式、氧含量、循环煤气温度以及H2O和CO2含量对煤粉燃烧的影响.模拟结果表明:三种引入方式中,假想的循环煤气和氧气混合进入方式明显优于循环煤气和氧气单独进入方式.当氧的体积分数由80%增加到90%,相应的煤粉燃尽率由87.525%提高到93.402%.循环煤气温度对煤粉燃尽率的影响并不显著.循环煤气中H2O和CO2的体积分数提高5%,风口轴线上气体的最高温度分别降低124 K和113 K