高炉冶炼过程中碱金属的反应机理及分配规律研究
发布时间：2023-05-09 23:37
近年来,随着我国钢铁产量的快速增长,铁矿价格不断升高,高炉不得不大量使用低价原料,这些原料的碱金属、硫含量较高,导致高炉的碱负荷、硫负荷大幅增加,炉渣排碱、脱硫任务加重；同时,渣量维持在较低水平,排碱、脱硫间的矛盾更加尖锐,加剧碱金属在高炉内的循环富集,碱金属对高炉生产的危害加重。因此,系统研究碱金属在高炉冶炼过程中的反应机理及分配规律具有重要的理论意义和应用价值。以邯钢大型高炉为对象进行了碱金属平衡调查,结果表明：高炉的碱金属负荷较高,主要原因是入炉铁矿石、燃料的碱金属含量较高。炉渣的排碱率不高,导致高炉出现碱金属危害。炉料吸附碱金属的试验以及热力学模拟计算结果显示：高温区是碱金属氧化物的主要还原区,炉料不但不吸附碱金属,而且还挥发中温区吸附的碱金属。高温区K2O·Fe2O3含量随着温度升高而逐渐消失,Na(g)和NaCN(g)含量增加。中温区的炉料吸附碱金属充分,Na2CO3逐渐消失,被还原出碱蒸汽的量很少。低温区的炉料吸附碱金属量的下降较快,钾主要与铁氧化物结合,钠主要以Na2CO3和NaCN的形式存在。随着粒度的增加,烧结矿、球团矿和焦炭吸附的碱金属含量均下降。在同粒度的三种炉...
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
1.1 碱金属对高炉冶炼危害的研究现状
1.1.1 碱金属对炉料冶金性能的影响
1.1.2 碱金属对高炉冶炼的影响
1.1.3 高炉排碱的主要技术措施
1.1.4 炉渣的钾容量
1.2 高炉脱硫的研究现状
1.2.1 高炉脱硫的主要技术措施
1.2.2 炉渣的硫容量研究现状
1.3 炉渣氧化铁活度的研究现状
1.3.1 炉渣的氧化铁活度
1.3.2 炉渣氧化铁活度的测定方法
1.3.3 高炉渣氧化铁活度的测定方法
1.4 问题的提出及主要内容
1.4.1 硫化钾容量的提出
1.4.2 主要研究内容
第2章 碱金属在高炉冶炼过程的反应与分配
2.1 高炉的碱金属平衡
2.1.1 原燃料的碱金属含量
2.1.2 生产数据的选用
2.1.3 邯钢1#高炉的碱金属平衡
2.1.4 邯钢2#高炉的碱金属平衡
2.2 烧结系统的碱金属平衡
2.2.1 生产数据的选用
2.2.2 烧结原料和产品的碱金属含量
2.2.3 混匀料的碱金属平衡计算
2.2.4 邯钢1#烧结机的碱金属平衡
2.2.5 邯钢2#烧结化的碱金属平衡
2.3 高炉内碱金属状态的热力学分析
2.3.1 HSC chemistry 5.0软件简介
2.3.2 模拟条件的设定
2.3.3 高炉内碱金属状态的计算结果
2.4 碱金属对邯钢高炉炉料冶金性能的影响
2.4.1 炉料吸附碱金属试验方案
2.4.2 温度对炉料吸附碱金属的影响
2.4.3 粒度对炉料中温区吸附碱金属的影响
2.4.4 碱金属对焦炭热性能的影响
2.4.5 碱金属对铁矿石低温还原粉化性能的影响
2.5 本章小结
第3章 含碱高炉渣的硫化钾容量研究
3.1 试验方法
3.1.1 原料的准备
3.1.2 钾分压和硫分压的计算
3.1.3 试验步骤
3.1.4 试验时间的确定
3.1.5 试验方案及结果
3.2 化学成分对炉渣排碱脱硫能力的影响
3.2.1 二元碱度的影响
3.2.2 二元碱度不变时MgO含量的影响
3.2.3 三元碱度不变时MgO含量的影响
3.2.4 Al2O3含量的影响
3.3 温度和气氛对炉渣排碱脱硫能力的影响
3.3.1 温度的影响
3.3.2 钾分压的影响
3.4 本章小结
第4章 高炉渣的氧化铁活度研究
4.1 高炉渣氧化铁活度的测定
4.1.1 试验原理及方法
4.1.2 试验方案及结果
4.1.3 二元碱度的影响
4.1.4 二元碱度不变时MgO含量的影响
4.1.5 三元碱度不变时MgO含量的影响
4.1.6 Al2O3含量的影响
4.2 高炉渣氧化铁活度的计算模型
4.2.1 炉渣结构共存理论
4.2.2 炉渣组元作用浓度计算模型的建立
4.2.3 模拟计算结果
4.2.4 FetO含量的影响
4.2.5 二元碱度的影响
4.2.6 二元碱度不变时MgO含量的影响
4.2.7 三元碱度不变时MgO含量的影响
4.2.8 Al2O3含量的影响
4.3 炉渣排碱脱硫能力与氧化铁活度间的关系
4.3.1 二元碱度的影响
4.3.2 二元碱度不变时MgO含量的影响
4.3.3 三元碱度不变MgO含量的影响
4.3.4 Al2O3含量的影响
4.4 本章小结
第5章 邯钢高炉渣排碱脱硫能力的模拟试验
5.1 试验方法
5.2 炉渣成分的影响
5.2.1 二元碱度
5.2.2 二元碱度不变时MgO含量的影响
5.2.3 三元碱度不变时MgO含量的影响
5.2.4 Al2O3含量的影响
5.3 操作参数的影响
5.3.1 反应温度
5.3.2 反应时间
5.3.3 渣铁比
5.3.4 硫负荷
5.3.5 碱负荷
5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的研究成果、发表的论文、获奖及发明专利
本文编号：3812603
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
1.1 碱金属对高炉冶炼危害的研究现状
1.1.1 碱金属对炉料冶金性能的影响
1.1.2 碱金属对高炉冶炼的影响
1.1.3 高炉排碱的主要技术措施
1.1.4 炉渣的钾容量
1.2 高炉脱硫的研究现状
1.2.1 高炉脱硫的主要技术措施
1.2.2 炉渣的硫容量研究现状
1.3 炉渣氧化铁活度的研究现状
1.3.1 炉渣的氧化铁活度
1.3.2 炉渣氧化铁活度的测定方法
1.3.3 高炉渣氧化铁活度的测定方法
1.4 问题的提出及主要内容
1.4.1 硫化钾容量的提出
1.4.2 主要研究内容
第2章 碱金属在高炉冶炼过程的反应与分配
2.1 高炉的碱金属平衡
2.1.1 原燃料的碱金属含量
2.1.2 生产数据的选用
2.1.3 邯钢1#高炉的碱金属平衡
2.1.4 邯钢2#高炉的碱金属平衡
2.2 烧结系统的碱金属平衡
2.2.1 生产数据的选用
2.2.2 烧结原料和产品的碱金属含量
2.2.3 混匀料的碱金属平衡计算
2.2.4 邯钢1#烧结机的碱金属平衡
2.2.5 邯钢2#烧结化的碱金属平衡
2.3 高炉内碱金属状态的热力学分析
2.3.1 HSC chemistry 5.0软件简介
2.3.2 模拟条件的设定
2.3.3 高炉内碱金属状态的计算结果
2.4 碱金属对邯钢高炉炉料冶金性能的影响
2.4.1 炉料吸附碱金属试验方案
2.4.2 温度对炉料吸附碱金属的影响
2.4.3 粒度对炉料中温区吸附碱金属的影响
2.4.4 碱金属对焦炭热性能的影响
2.4.5 碱金属对铁矿石低温还原粉化性能的影响
2.5 本章小结
第3章 含碱高炉渣的硫化钾容量研究
3.1 试验方法
3.1.1 原料的准备
3.1.2 钾分压和硫分压的计算
3.1.3 试验步骤
3.1.4 试验时间的确定
3.1.5 试验方案及结果
3.2 化学成分对炉渣排碱脱硫能力的影响
3.2.1 二元碱度的影响
3.2.2 二元碱度不变时MgO含量的影响
3.2.3 三元碱度不变时MgO含量的影响
3.2.4 Al2O3含量的影响
3.3 温度和气氛对炉渣排碱脱硫能力的影响
3.3.1 温度的影响
3.3.2 钾分压的影响
3.4 本章小结
第4章 高炉渣的氧化铁活度研究
4.1 高炉渣氧化铁活度的测定
4.1.1 试验原理及方法
4.1.2 试验方案及结果
4.1.3 二元碱度的影响
4.1.4 二元碱度不变时MgO含量的影响
4.1.5 三元碱度不变时MgO含量的影响
4.1.6 Al2O3含量的影响
4.2 高炉渣氧化铁活度的计算模型
4.2.1 炉渣结构共存理论
4.2.2 炉渣组元作用浓度计算模型的建立
4.2.3 模拟计算结果
4.2.4 FetO含量的影响
4.2.5 二元碱度的影响
4.2.6 二元碱度不变时MgO含量的影响
4.2.7 三元碱度不变时MgO含量的影响
4.2.8 Al2O3含量的影响
4.3 炉渣排碱脱硫能力与氧化铁活度间的关系
4.3.1 二元碱度的影响
4.3.2 二元碱度不变时MgO含量的影响
4.3.3 三元碱度不变MgO含量的影响
4.3.4 Al2O3含量的影响
4.4 本章小结
第5章 邯钢高炉渣排碱脱硫能力的模拟试验
5.1 试验方法
5.2 炉渣成分的影响
5.2.1 二元碱度
5.2.2 二元碱度不变时MgO含量的影响
5.2.3 三元碱度不变时MgO含量的影响
5.2.4 Al2O3含量的影响
5.3 操作参数的影响
5.3.1 反应温度
5.3.2 反应时间
5.3.3 渣铁比
5.3.4 硫负荷
5.3.5 碱负荷
5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的研究成果、发表的论文、获奖及发明专利
本文编号：3812603
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3812603.html
