热压铁焦新型炼铁炉料制备及冶金性能研究
发布时间：2020-12-13 00:18
进入21世纪以来,随着全球工业的快速发展,气候变暖、资源枯竭和环境恶化等问题已成为全球面临的最大挑战。能源大量消耗、二氧化碳排放量大幅增加已成为社会关注的焦点问题。钢铁工业是国民经济和社会发展的支柱产业之一。在今后相当长一段时期内,高炉-转炉流程仍然是钢铁工业生产的主要流程。而高炉炼铁是整个钢铁生产流程能耗最大的工序,约占整个钢铁生产流程的70%;同时,高炉炼铁是整个钢铁工业最主要的二氧化碳排放源头,约占整个钢铁工业的80%。因此,高炉炼铁是钢铁工业节能减排的最关键环节。针对我国钢铁工业的现状和资源、能源状况,本研究提出基于我国原燃料条件的的新型炼铁炉料热压铁焦（Iron Coke Hot Briquette,ICHB）制备新工艺。在实验室条件下,研究了热压铁焦的制备工艺及其优化措施、热压铁焦的反应性和反应后强度、热压铁焦对焦炭热态性能的影响以及热压铁焦对高炉综合炉料软熔滴落性能的影响。通过系统的研究,得到以下结论:（1）在一定范围内,热压铁焦抗压强度随铁矿粉配比的增加先提高后降低,当矿粉配比为15%时,强度达峰值3490.89 N/个;热压铁焦抗压强度随着烟煤配比的增加而增加,当烟煤...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１我国生铁产量（亿ｔ）和年增长率（％）??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｉｇ?ｉｒｏｎ?ｙｉｅｌｄ?ａｎｄ?ａｎｎｕａｌ?ｇｒｏｗｔｈ?ｒａｔｅ?ｏｆ?Ｃｈｉｎａ??
２．１高炉炼铁现状??高炉炼铁经过几百年的发展，如今已成为钢铁工业生产中必不可少的关??键环节。图２．１所示为近２０年来中国及世界生铁产量的变化，从图中可以看出，??全球生铁大体上呈现逐年增加趋势，这种结果主要是中国生铁产量逐年增加??所致。２０１３年全球生铁产量达到１２亿ｔ，中国生铁产量为７．０８９７亿Ｕ中国是全??球生铁产量最大的国家。炼钢金属炉料［１（）］是由超过６５％的高炉铁水、３０％的??废钢以及不到５％的直接还原铁构成的。由此可见，高炉炼铁工艺在当今钢铁??生产中起到举足轻重的作用，并在可以预见的未来仍将占据主导地位。??１２００００?－?ｍ??—世界??１０００００?－?中国??—国外??ｇ?８００００?－?ｙ??Ｊ?６００００?＇??＾?４００。。－??２００００?－??Ｑ?Ｉ?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．??１９９４?１９９６?１９９８?２０００?２００２?２００４?２００６?２００８?２０１０?２０１２?２０１４??年份／年??图２．１中国与世界生铁产量变化??Ｆｉｇ．?２．１?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｉｇ?ｉｒｏｎ?ｙｉｅｌｄ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌｄ??生铁产量的增加导致温室气体、粉尘等一系列环境问题，尤其是如今全??球人类共同面临的环保主题，即ｃｏ２减排、雾霾治理。钢铁工业的主要排放??物是Ｃ０２，其中９０％是由高炉及铁前系统排放的［１｜］。据统计，钢铁工业Ｃ〇２??排放量占全球Ｃ０２排放总量的４％？５％
ＵＬＣＯＳ项目是欧盟提出并研究的低碳炼铁工艺技术，该工艺技术研究的??重点课题是高炉炉顶煤气循环技术一一新型无氮气高炉技术（ＴＧＲ－ＢＦ），如??图２．２所示。该工艺技术［１２］是炉顶煤气中的（：０２捕获并将其储存在地下（ＣＣＳ??技术，Ｃａｒｂｏｎ?Ｃａｐｔｕｒｅ?ａｎｄ?Ｓｔｏｒａｇｅ）后，将ＣＯ富集煤气经过风口和炉身下部??环回到高炉内作还原剂使用，可减少高炉炼铁所需的焦炭量（即降低焦比）。??另外，以氧替代预热空气是基于从煤气中分离出不需要的Ｎ２，这样可避免Ｎ２??在循环过程中的富集，同时有利于煤气中ｃｏ２的捕集。在进行工业化试验时，??在炉身下部喷吹９００°Ｃ的经脱碳后的炉顶煤气，风口喷吹１２００°Ｃ的脱碳炉顶煤??气，使炉缸和炉身部位产生的煤气量均占５０％，经过模拟计算和试验，该工??艺节碳量可达到２５％。如果该工艺与（：０２捕集与封存技术（ＣＣＳ）相结合
【参考文献】：
期刊论文
[1]混装铁焦对人造富矿还原行为的影响[J]. 毕学工,马毅瑞,李鹏,张慧轩,程向明,史世庄. 钢铁. 2014(11)
[2]添加铁矿粉对焦炭质量影响的研究[J]. 马永鹏,吴鹏飞,李建锁,王惠娟,温自强,马东祝. 河北冶金. 2014(10)
[3]我国煤炭资料可持续发展与利用的分析[J]. 陈冰. 科技致富向导. 2014(27)
[4]铁焦与铁矿石混装对高炉初渣形成的影响[J]. 程向明,毕学工,史世庄,马毅瑞,李鹏,张慧轩. 钢铁. 2014(08)
[5]碳溶反应温度对高反应性焦炭热态性能的影响[J]. 孙章,林向,李鹏,梁英华. 燃料与化工. 2014(04)
[6]铁矿粉配比对铁焦性能影响的试验研究[J]. 史世庄,孙超祺,毕学工,张慧轩,董晴雯,林志龙. 钢铁. 2014(05)
[7]炼焦配煤中添加铁矿石对焦炭性能的影响[J]. 张慧轩,毕学工,史世庄,吴琼,孙超祺,马毅瑞,程向明,李鹏. 武汉科技大学学报. 2014(02)
[8]2013年我国煤炭产量达37亿吨[J]. 本刊. 能源工程. 2014(01)
[9]我国煤炭地理条件的差异性研究[J]. 岳保然,李玉池,张学英. 煤炭技术. 2014(01)
[10]高炉炼铁的发展现状与展望[J]. Peter Schmoele,Michael Peters,Hans Bodo Luengen,朱婷婷. 世界钢铁. 2013(01)
硕士论文
[1]铁焦和铁矿石混合反应行为热力学与实验室研究[D]. 马毅瑞.武汉科技大学 2014
[2]含铁型焦的物理化学基础研究[D]. 原春阳.太原理工大学 2013
[3]氧化铁对焦炭溶损反应的影响[D]. 宋俐蓉.华东理工大学 2013
[4]催化剂对焦炭反应性的影响及机理研究[D]. 耿家锐.昆明理工大学 2009
本文编号：2913525
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１我国生铁产量（亿ｔ）和年增长率（％）??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｉｇ?ｉｒｏｎ?ｙｉｅｌｄ?ａｎｄ?ａｎｎｕａｌ?ｇｒｏｗｔｈ?ｒａｔｅ?ｏｆ?Ｃｈｉｎａ??
２．１高炉炼铁现状??高炉炼铁经过几百年的发展，如今已成为钢铁工业生产中必不可少的关??键环节。图２．１所示为近２０年来中国及世界生铁产量的变化，从图中可以看出，??全球生铁大体上呈现逐年增加趋势，这种结果主要是中国生铁产量逐年增加??所致。２０１３年全球生铁产量达到１２亿ｔ，中国生铁产量为７．０８９７亿Ｕ中国是全??球生铁产量最大的国家。炼钢金属炉料［１（）］是由超过６５％的高炉铁水、３０％的??废钢以及不到５％的直接还原铁构成的。由此可见，高炉炼铁工艺在当今钢铁??生产中起到举足轻重的作用，并在可以预见的未来仍将占据主导地位。??１２００００?－?ｍ??—世界??１０００００?－?中国??—国外??ｇ?８００００?－?ｙ??Ｊ?６００００?＇??＾?４００。。－??２００００?－??Ｑ?Ｉ?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．??１９９４?１９９６?１９９８?２０００?２００２?２００４?２００６?２００８?２０１０?２０１２?２０１４??年份／年??图２．１中国与世界生铁产量变化??Ｆｉｇ．?２．１?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｉｇ?ｉｒｏｎ?ｙｉｅｌｄ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌｄ??生铁产量的增加导致温室气体、粉尘等一系列环境问题，尤其是如今全??球人类共同面临的环保主题，即ｃｏ２减排、雾霾治理。钢铁工业的主要排放??物是Ｃ０２，其中９０％是由高炉及铁前系统排放的［１｜］。据统计，钢铁工业Ｃ〇２??排放量占全球Ｃ０２排放总量的４％？５％
ＵＬＣＯＳ项目是欧盟提出并研究的低碳炼铁工艺技术，该工艺技术研究的??重点课题是高炉炉顶煤气循环技术一一新型无氮气高炉技术（ＴＧＲ－ＢＦ），如??图２．２所示。该工艺技术［１２］是炉顶煤气中的（：０２捕获并将其储存在地下（ＣＣＳ??技术，Ｃａｒｂｏｎ?Ｃａｐｔｕｒｅ?ａｎｄ?Ｓｔｏｒａｇｅ）后，将ＣＯ富集煤气经过风口和炉身下部??环回到高炉内作还原剂使用，可减少高炉炼铁所需的焦炭量（即降低焦比）。??另外，以氧替代预热空气是基于从煤气中分离出不需要的Ｎ２，这样可避免Ｎ２??在循环过程中的富集，同时有利于煤气中ｃｏ２的捕集。在进行工业化试验时，??在炉身下部喷吹９００°Ｃ的经脱碳后的炉顶煤气，风口喷吹１２００°Ｃ的脱碳炉顶煤??气，使炉缸和炉身部位产生的煤气量均占５０％，经过模拟计算和试验，该工??艺节碳量可达到２５％。如果该工艺与（：０２捕集与封存技术（ＣＣＳ）相结合
【参考文献】：
期刊论文
[1]混装铁焦对人造富矿还原行为的影响[J]. 毕学工,马毅瑞,李鹏,张慧轩,程向明,史世庄. 钢铁. 2014(11)
[2]添加铁矿粉对焦炭质量影响的研究[J]. 马永鹏,吴鹏飞,李建锁,王惠娟,温自强,马东祝. 河北冶金. 2014(10)
[3]我国煤炭资料可持续发展与利用的分析[J]. 陈冰. 科技致富向导. 2014(27)
[4]铁焦与铁矿石混装对高炉初渣形成的影响[J]. 程向明,毕学工,史世庄,马毅瑞,李鹏,张慧轩. 钢铁. 2014(08)
[5]碳溶反应温度对高反应性焦炭热态性能的影响[J]. 孙章,林向,李鹏,梁英华. 燃料与化工. 2014(04)
[6]铁矿粉配比对铁焦性能影响的试验研究[J]. 史世庄,孙超祺,毕学工,张慧轩,董晴雯,林志龙. 钢铁. 2014(05)
[7]炼焦配煤中添加铁矿石对焦炭性能的影响[J]. 张慧轩,毕学工,史世庄,吴琼,孙超祺,马毅瑞,程向明,李鹏. 武汉科技大学学报. 2014(02)
[8]2013年我国煤炭产量达37亿吨[J]. 本刊. 能源工程. 2014(01)
[9]我国煤炭地理条件的差异性研究[J]. 岳保然,李玉池,张学英. 煤炭技术. 2014(01)
[10]高炉炼铁的发展现状与展望[J]. Peter Schmoele,Michael Peters,Hans Bodo Luengen,朱婷婷. 世界钢铁. 2013(01)
硕士论文
[1]铁焦和铁矿石混合反应行为热力学与实验室研究[D]. 马毅瑞.武汉科技大学 2014
[2]含铁型焦的物理化学基础研究[D]. 原春阳.太原理工大学 2013
[3]氧化铁对焦炭溶损反应的影响[D]. 宋俐蓉.华东理工大学 2013
[4]催化剂对焦炭反应性的影响及机理研究[D]. 耿家锐.昆明理工大学 2009
本文编号：2913525
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/2913525.html
