目前,煉鐵工藝中高爐煉鐵仍然處于無可爭(zhēng)議的領(lǐng)先地位,但隨著生鐵產(chǎn)量的不斷增加,其可持續(xù)發(fā)展受到了自然資源、能源供給等問題的制約。高爐對(duì)優(yōu)質(zhì)煤資源的嚴(yán)重依賴是其主要問題之一,按照2009年的消耗速度,中國的主焦煤和肥煤資源在50年內(nèi)將消耗殆盡。此外,我國高爐的能耗水平仍然偏高,以2010年為例,與歐洲高爐相比,我國高爐的平均燃料比和焦比分別高出50kg/t和10kg/t以上,這不僅消耗了更多的煤資源,也導(dǎo)致了更多的CO2排放,造成環(huán)境問題。因此,如何有效利用煤資源,降低高爐的能耗和CO2的排放成為了鋼鐵業(yè)最關(guān)注的問題。針對(duì)以上問題,本論文對(duì)用添加有鐵礦石的配合煤混合煉制的新型爐料鐵焦進(jìn)行了研究。采用武漢平煤武鋼聯(lián)合焦化公司的配合煤探究了鐵礦石種類和煉焦工藝對(duì)鐵焦質(zhì)量的影響;研究了不同鐵焦的反應(yīng)性,測(cè)定了它們的氣化反應(yīng)開始溫度;試驗(yàn)研究了鐵焦與礦石混裝對(duì)礦石還原性和爐料熔滴性能的影響;對(duì)鐵焦和鐵礦石在高爐內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析;并使用高爐一維數(shù)學(xué)模型對(duì)在高爐內(nèi)使用鐵焦的效果進(jìn)行了預(yù)測(cè),得到了以下主要結(jié)論:（1）以加拿大精礦粉、澳大利亞FMG粉、鄂西高磷鐵礦粉與武漢平煤武鋼聯(lián)合焦化公司的配... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

不同條件下焦炭反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系表1.2添加富鈣煤粉對(duì)焦炭性能的影響[35]

圖1.8實(shí)現(xiàn)低還原劑比和高產(chǎn)率操作的不同性質(zhì)焦炭裝料方式Sawayama 等人[44]也關(guān)注焦炭作為還原劑和料層骨架的不同作用，與上述似，將焦丁和大塊焦以不同的方式在高爐內(nèi)應(yīng)用，經(jīng)過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，通礦石層中混裝焦炭的粒度可以使焦丁的消耗主要用于產(chǎn)生 CO，而大塊焦的低減少，維持料層的透氣性。這種方法在神戶鋼鐵公司的加古川 3 號(hào)高爐后，該高爐的透氣性得到改善，焦比降低。焦炭與礦石混裝為高反應(yīng)性焦炭的使用提供了一種思路，此外，也有一應(yīng)性焦炭直接用于高爐生產(chǎn)的報(bào)道。根據(jù) Babich 等人[45]的報(bào)道，一些高爐，包含一座爐缸直徑為 14.7m 的大高使用熱性能很差的焦炭(CRI=38~48%，CSR=30~40%)條件下，也能夠相對(duì)穩(wěn)作，并且焦比合理。我國的新疆八一鋼鐵公司一座2500m3高爐長期使用本地煤生產(chǎn)的焦炭進(jìn)，由于當(dāng)?shù)孛悍圩陨淼奶攸c(diǎn)，生產(chǎn)出的焦炭熱性能水平較低，CSR 約為 20I 約為 50%，但高爐操作穩(wěn)定，指標(biāo)也較好，利用系數(shù)在 2.0 左右，焦比 425比 108kg/t[46]。

基礎(chǔ)上增加不同的檢測(cè)手段，因此直到現(xiàn)在，仍然沒有得到大家的普遍認(rèn)同一套全面而系統(tǒng)的熱性能檢測(cè)方法取代標(biāo)準(zhǔn) CSR/CRI 試驗(yàn)方法，要完成這一工作，還需要對(duì)高爐內(nèi)焦炭的行為有更進(jìn)一步的了解和更合適的試驗(yàn)技術(shù)，也需要各個(gè)專業(yè)學(xué)科的更好的溝通與合作。1.2.3高反應(yīng)性焦炭的制備畢學(xué)工[53]指出優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源日益短缺，過度追求低反應(yīng)性高強(qiáng)度焦炭制約了高爐的可持續(xù)發(fā)展，而焦炭在高爐內(nèi)的氣化量主要取決于礦石的還原性，當(dāng)?shù)V石還原性高時(shí)，使用高反應(yīng)性焦炭有利于改善高爐的效率。同時(shí)，高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)也可以有效利用弱、非煉焦煤等劣質(zhì)煤資源，具有重要的意義。焦炭的反應(yīng)性取決于焦炭的化學(xué)反應(yīng)性與孔結(jié)構(gòu)。如圖 1.9 所示，焦炭的化學(xué)反應(yīng)性取決于焦炭自身結(jié)構(gòu)與煉焦煤所含礦物的催化作用，而焦炭自身的結(jié)構(gòu)與結(jié)焦溫度和煉焦煤種類有關(guān)，降低結(jié)焦溫度可以增加焦炭的石墨化程度，從而增加焦炭的化學(xué)反應(yīng)性。焦炭結(jié)構(gòu)隨煉焦煤種類而變化，有光學(xué)各向同性結(jié)構(gòu)的焦炭的反應(yīng)性要高于各向異性結(jié)構(gòu)的焦炭。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]抑制溶損反應(yīng)改善焦炭熱性質(zhì)[D]. 張群.南京工業(yè)大學(xué) 2003

碩士論文
[1]鐵焦與鐵礦石混裝對(duì)高爐初成渣形成影響的試驗(yàn)研究[D]. 程向明.武漢科技大學(xué) 2014
[2]含鐵型焦的物理化學(xué)基礎(chǔ)研究[D]. 原春陽.太原理工大學(xué) 2013
[3]典型堿金屬堿土金屬對(duì)焦炭-CO2反應(yīng)性影響的研究[D]. 王曉磊.煤炭科學(xué)研究總院 2008



本文編號(hào)：3096490