我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)中每年產(chǎn)生粉塵約80Mt,粉塵中含有鋅、鉛、砷等有害元素,其利用率不足20%,多數(shù)堆放在廠區(qū)造成資源的浪費(fèi)以及嚴(yán)重的環(huán)境污染。用轉(zhuǎn)底爐處理含鋅粉塵,將鋅從粉塵中分離的同時(shí)得到了一定金屬化率的含鐵球團(tuán),該工藝得到了大量的實(shí)踐,并取得了成功。目前轉(zhuǎn)底爐采用薄料層操作,生產(chǎn)效率低是其主要問題,如何提高轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)效率是其重要的研究課題。厚料層操作是提高轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)效率的重要途徑,而保證厚料層的溫度分布均勻性是厚料層操作的關(guān)鍵技術(shù),因此,開展料層溫度分布特性的研究對(duì)轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。論文以某鋼鐵廠含鋅粉塵為研究對(duì)象,在對(duì)其物理化學(xué)特性分析的基礎(chǔ)上,提出以含鋅粉塵生產(chǎn)含碳球團(tuán),用轉(zhuǎn)底爐高溫加熱工藝處理含鋅粉實(shí)現(xiàn)粉塵的鋅分離。對(duì)轉(zhuǎn)底爐處理含鋅粉塵進(jìn)行了理論分析,探討了鐵氧化物和鋅氧化物在含碳球團(tuán)條件下的還原特性、熱力學(xué)條件、還原的碳素消耗、還原過程的自熱特點(diǎn)等問題,為料層溫度分布特性的實(shí)驗(yàn)研究提供理論基礎(chǔ)。在理論分析的基礎(chǔ)上,搭建了模擬轉(zhuǎn)底爐厚料層操作的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),探究了鼓風(fēng)量、配碳量、爐膛溫度對(duì)料層溫度分布的影響。研究表明:通過料層下鼓風(fēng)的方法能明顯的改善料層溫度分布的均勻性,其溫差... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 鋼鐵廠含鋅粉塵的分類與性質(zhì)
    1.2 國(guó)內(nèi)外鋼鐵廠含鋅粉塵處理現(xiàn)狀
        1.2.1 閉路循環(huán)流程
        1.2.2 半閉路循環(huán)流程
        1.2.3 開路循環(huán)流程
    1.3 國(guó)內(nèi)外鋼廠處理含鋅粉塵工藝現(xiàn)狀
        1.3.1 濕法處理工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及工藝特點(diǎn)
        1.3.2 火法處理工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及工藝特點(diǎn)
        1.3.3 其他處理工藝
        1.3.4 處理工藝對(duì)比
    1.4 轉(zhuǎn)底爐工藝簡(jiǎn)介
    1.5 轉(zhuǎn)底爐處理含鋅粉塵的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
        1.5.1 轉(zhuǎn)底爐處理含鋅粉塵的國(guó)外現(xiàn)狀
        1.5.2 轉(zhuǎn)底爐處理含鋅粉塵的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
    1.6 轉(zhuǎn)底爐強(qiáng)化傳熱研究現(xiàn)狀
    1.7 課題意義與研究?jī)?nèi)容
        1.7.1 課題意義
        1.7.2 本文研究?jī)?nèi)容
2 轉(zhuǎn)底爐處理冶金含鋅粉塵的理論分析
    2.1 鋼鐵廠中粉塵含鋅化合物的分離理論
        2.1.1 含鋅化合物的物理性質(zhì)
        2.1.2 氧化鋅的間接還原
        2.1.3 氧化鋅的直接還原
        2.1.4 氧化鋅分離與氧化鐵還原難度比較
        2.1.5 Zn Fe2O4的還原熱力學(xué)
        2.1.6 Zn S還原熱力學(xué)
    2.2 含碳球團(tuán)還原過程中的化學(xué)反應(yīng)
        2.2.1 含碳球團(tuán)自還原的化學(xué)反應(yīng)
        2.2.2 含碳球團(tuán)自還原特性
        2.2.3 氣氛對(duì)含碳球團(tuán)“自還原”性的影響
    2.3 含碳球團(tuán)還原的碳素消耗量
        2.3.1 鐵氧化物還原的碳素消耗量
        2.3.2 鋅氧化物還原的碳素消耗量
    2.4 含碳球團(tuán)自熱還原
        2.4.1 鐵氧化物的自熱還原
        2.4.2 鋅氧化物的自熱還原
3 料層溫度分布的實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)原料特性
        3.1.1 冶金含鋅粉塵的化學(xué)成分
        3.1.2 無煙煤的化學(xué)成分
        3.1.3 冶金含鋅塵泥的粒度組成
    3.2 配料計(jì)算
        3.2.1 還原需碳量計(jì)算
        3.2.2 鼓風(fēng)計(jì)算
    3.3 實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.4 料層溫度分布實(shí)驗(yàn)研究
        3.4.1 鼓風(fēng)量對(duì)料層溫度分布的影響
        3.4.2 配碳量對(duì)料層溫度分布的影響
        3.4.3 爐膛溫度對(duì)料層溫度分布的影響
        3.4.4 焙燒實(shí)驗(yàn)球團(tuán)性能
        3.4.5 料層的收縮特性
    3.5 本章小結(jié)
4 料層溫度分布模型的研究
    4.1 模型的建立
        4.1.1 模型的假設(shè)
        4.1.2 基本方程式
        4.1.3 碳燃燒模型
        4.1.4 對(duì)流換熱系數(shù)
        4.1.5 爐膛對(duì)料層表面的綜合傳熱系數(shù)
        4.1.6 球團(tuán)料層內(nèi)傳熱模型
    4.2 模型的求解
        4.2.1 求解的方法
        4.2.2 確定初始條件和邊界條件
        4.2.3 算法流程
        4.2.4 模型的驗(yàn)證
        4.2.5 考慮料層收縮的模型驗(yàn)證
    4.3 仿真計(jì)算實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.1 仿真正交實(shí)驗(yàn)方案
        4.3.2 配碳量對(duì)料層溫度分布、時(shí)間的影響
        4.3.3 爐膛溫度對(duì)料層溫度分布、時(shí)間的影響
        4.3.4 料層厚度對(duì)料層溫度分布、時(shí)間的影響
        4.3.5 鼓風(fēng)量對(duì)料層溫度分布、時(shí)間的影響
        4.3.6 熱風(fēng)溫度對(duì)料層溫度分布、時(shí)間的影響
        4.3.7 方差分析
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3075021