【摘要】：外礦入爐比例增大、噴煤比提高、燒結(jié)礦表面噴灑氯化鈣等因素導(dǎo)致高爐冶煉氯含量上升,由此給高爐冶煉帶來一系列影響。基于生產(chǎn)實(shí)際狀況,對(duì)高爐進(jìn)行了氯平衡測(cè)試和分析,得到了高爐冶煉工藝氯的分布和主要來源,提出了降低高爐氯危害的有效措施;建立了氯元素在高爐內(nèi)反應(yīng)的熱力學(xué)理論,分析了氯在高爐不同區(qū)域反應(yīng)特點(diǎn)與規(guī)律;研究了 CaCl_2和HCl氣體對(duì)爐料冶金性能的影響規(guī)律,以及噴吹煤粉中氯化物的析出特性。為減少氯元素的危害提供理論依據(jù)。結(jié)果表明:高爐原燃料中燒結(jié)礦用量最大,帶入的氯元素也最多,焦炭和煤粉帶入的氯次之。高爐正常操作條件下,爐頂煤氣帶走的氯大部分進(jìn)入重力灰、布袋灰。因此,應(yīng)盡量降低CaCl_2添加劑的用量,或開發(fā)總體含氯量較低的添加劑;降低焦炭氯含量或降低焦比;選用低氯煤;高爐布袋灰不能再作為燒結(jié)原料使用,同時(shí)在燒結(jié)配料中應(yīng)盡量降低本系統(tǒng)產(chǎn)生的重力灰的使用量;應(yīng)建立微量元素檢測(cè)制度,控制原燃料的微量元素含量。入爐的氯化物在高爐冶煉條件下會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生HCl氣體。HCl氣體與熔劑和鐵的氧化物的反應(yīng)結(jié)束溫度大多小于1000℃,在高溫區(qū)域HCl氣體可以穩(wěn)定存在。根據(jù)熱力學(xué)反應(yīng)建立了高爐內(nèi)不同堿金屬含量條件下,氯化物在高爐內(nèi)各溫度段的存在形以及循環(huán)規(guī)律。HCl在Fe_2O_3表面進(jìn)行化學(xué)吸附,影響爐料的冶金性能。HCl氣體的存在抑制了燒結(jié)礦的粉化、阻礙了燒結(jié)礦的還原、惡化了焦炭的高溫冶金性能。爐料在高爐下降過程中可吸附煤氣中的氯化物。溫度的升高可使燒結(jié)礦吸附氯元素的含量增多,焦炭吸附的氯元素含量則呈現(xiàn)先增加后減少的規(guī)律;隨著HCl氣體流量的增加,燒結(jié)礦吸附的氯元素含量逐漸增多;隨著爐料粒度的增大,燒結(jié)礦吸附的氯元素含量逐漸減少,焦炭吸附的氯元素含量逐漸增大。氯化鈣能有效的抑制燒結(jié)礦的低溫還原粉化,改善燒結(jié)礦在低溫區(qū)的冶金性能。溫度對(duì)綜合爐料在低溫區(qū)的還原粉化過程有顯著影響。其還原粉化過程于400℃開始發(fā)生,到900℃時(shí)基本結(jié)束。噴灑CaCl_2溶液可明顯降低礦石的粉化率,大大改善礦石的還原粉化性。對(duì)于綜合爐料,在高溫區(qū)1000～1500℃,隨著還原溫度的升高,礦石和焦炭的失重率均增加。低溫燃燒條件下,高爐噴吹用煤氯的析出率受溫度和時(shí)間影響顯著。在300～600℃內(nèi)隨溫度上升,氯的析出率迅速增加,600℃時(shí),氯析出率高達(dá)90%。隨燃燒時(shí)間的延長,煤中氯析出率增大,當(dāng)時(shí)間超過30min后,燃燒時(shí)間的延長對(duì)氯的析出率影響不大,隨氣氛中O_2含量的增加,氯的析出率緩慢增加。在風(fēng)口燃燒條件下,煤粉中氯的析出率僅為40%～60%,低于常規(guī)燃燒條件下的析出率。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF53
【圖文】：

圖邋３－５邋ＮａＣｌ－Ｈ２０－Ｎａ２０－ＨＣｌ－Ｃ０－Ｃ０２邋體系優(yōu)勢(shì)區(qū)域圖逡逑Ｆｉｇ．３－５邋Ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｃｅ邋ａｒｅａ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＮａＣｌ－Ｈ２0－Ｎａ２0－ＨＣｌ－ＣＯ－Ｃ0２逡逑由圖３－５可知，ＮａＣｌ發(fā)生水解反應(yīng)的初始溫度較高，在１７００°Ｃ左右，且反應(yīng)進(jìn)逡逑行緩慢，隨溫度升高，產(chǎn)物中ＨＣ１氣體含量略有升高，高溫下體系中ＮａＣｌ、Ｈ２０、逡逑Ｎａ２０、ＨＣ１物質(zhì)共存。可見，ＮａＣｌ在高爐還原氣氛和溫度下也很難發(fā)生水解反應(yīng)，逡逑可穩(wěn)定存在高爐中。逡逑視－＊￣ＣａＣＩ２＋２Ｈ２０（ｇ）＝Ｃａ（０Ｈ）２＋２ＨＣＩ⑶逡逑ＮａＱ＋Ｈ２0（ｇ）＝ＮａＯＨ＋ＨＣＩ（ｇ）邐%煎義稀澹停紓茫桑玻玻齲

本文編號(hào)：2765758