铁钢界面温降碳析出高价值利用技术研究

发布时间：2023-08-06 12:50

　　钢铁行业属于能源密集型和资源密集型产业,由于生产规模庞大与工艺流程复杂,钢铁厂含铁氧化物固体废弃物产生量十分巨大,而且处理起来费用很高。在铁钢界面,铁水在通过鱼雷罐车运输过程中,由于耗时较长会产生很大的温降,随着铁水温度下降,铁水中的碳会过饱和析出形成片状石墨,漂浮在空气中危害很大。为了解决铁钢界面碳析出造成的环境污染问题,同时能够将钢铁厂的固废利用起来,本文研究在鱼雷罐车内加入含铁氧化物固废,利用铁水中本应该析出的碳还原固废中的铁氧化物,在回收铁的同时对铁水进行降碳。本文在鱼雷罐车的初始操作条件下通过热力学计算研究确定了铁水中碳和硅优先氧化的规律,结果表明Si、C氧化反应的转化温度为1477℃,即当温度高于此温度时,碳优先氧化,但当温度低于此温度时,铁水中的Si优先氧化。在实验室条件下,选择转炉LT除尘灰、轧钢氧化铁皮、高炉灰、电炉灰和转炉二次灰五种含氧化铁固废作为氧化剂,在不同加料顺序、不同加入量、不同的温度下分别进行铁水降碳实验,探究钢铁厂含铁氧化物固废在铁水降碳方面的应用效果。实验结果表明粉状除尘灰反应比较剧烈,喷溅现象比较严重,除尘灰利用率仅有75%左右;LT除尘灰和电炉灰在...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 钢铁行业的污染问题
    1.3 铁钢界面的温降
    1.4 铁水中碳的饱和溶解度
    1.5 铁水预处理技术
        1.5.1 铁水预处理脱硫
        1.5.2 铁水预处理脱硅
        1.5.3 铁水预处理脱磷
    1.6 除尘灰的循环利用
    1.7 本文的主要研究内容和创新点
        1.7.1 主要研究内容
        1.7.2主要创新点
第2章 实验研究方案及方法
    2.1 铁水和含铁氧化物固废物理化学性质检测分析
        2.1.1 铁水化学成分检测分析
        2.1.2 含铁氧化物固废物理化学性质检测分析
    2.2 实验设备
    2.3 铁水碳高价值利用实验方案及方法
        2.3.1 铁水中碳饱和溶解度测定的实验方案及方法
        2.3.2 铁水温降碳析出高价值利用实验方案及方法
        2.3.3 粉状含铁氧化物固废压块
        2.3.4 块状LT除尘灰氧化焙烧
第3章 含铁氧化物固废在铁水碳析出中的应用
    3.1 C、Si元素与铁氧化物反应的热力学分析
    3.2 铁水中碳饱和溶解度与温度关系
    3.3 铁水碳析出高价值利用的动力学分析
        3.3.1 粉状除尘灰的应用分析
        3.3.2 粒状轧钢氧化铁皮的应用分析
        3.3.3 块状LT除尘灰的动力学分析
        3.3.4 块状电炉除尘灰的应用分析
        3.3.5 块状转炉二次灰的应用分析
        3.3.6 块料强度的影响分析
        3.3.7 加料顺序的影响分析
    3.4 铁水中元素迁移分析
    3.5 本章小结
第4章 鱼雷罐内铁水碳析出利用的物料平衡-热平衡分析
    4.1 模型的假设条件及参数设定
    4.2 静态模型的建立
    4.3 模型计算结果与实验结果对比验证
    4.4 铁水温降碳析出利用过程的能流物流分析
        4.4.1 加入废钢对铁水碳析出的影响
        4.4.2 铁水消纳铁氧化物固废对C质量分数的影响
        4.4.3 铁水消纳含铁氧化物固废量与增铁量分析
        4.4.4 铁水消纳含铁氧化物固废所产生气体量分析
        4.4.5 铁水消纳含铁氧化物固废所产生渣量分析
        4.4.6 含铁氧化物固废对铁水温度的影响
        4.4.7 碳利用优化分析
    4.5 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3839459