HIsmelt熔融還原煉鐵工藝可全部使用粒度低于6mm粉礦、粉煤作為原料使得原料成本大幅降低;該工藝無需焦化、燒結、球團工藝,可大幅降低環(huán)境污染,符合當前我國鋼鐵行業(yè)日益嚴格的環(huán)保政策要求;基于其核心設備熔融還原爐內具有一定的氧化性,并可冶煉低品位高磷鐵礦的特點,使得該工藝生產的鐵水Si含量接近零,P含量極低,S含量偏高。該工藝是目前全球極具影響力和投資前景的非高爐煉鐵工藝之一。針對HIsmelt工藝所表現(xiàn)出的特征,從鐵礦碳還原的熱力學理論分析出發(fā),確定還原1噸鐵,需要322kg的碳素（其中187kg用于做還原劑,135kg用于發(fā)熱劑）和175Nm3的氧氣。為了提高渣鐵間磷分配比,熱力學理論要求爐渣中氧離子活度a3/2O2、FeO活度（或CO2/CO分壓比）越高越好,而要求渣中磷酸鹽活度系數(shù)γPO43-越低越好。對于HIsmelt工藝的鐵礦石預還原環(huán)節(jié),利用未反應核模型分析確定了過程的限制性環(huán)節(jié)。通過XRF、XRD、TG-DSC等檢測方法研究了褐鐵礦物理化學性質、焙燒過程和性能、以及在氫氣中還原的轉變過程,確定了褐鐵礦在不同條件下的反應機理。研究發(fā)現(xiàn)還原過程的限制環(huán)節(jié)是還原氣在還原產物... 

【文章來源】：北京科技大學北京市211工程院校教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

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圖２－１?Ｆｉｎｅｘ－３０００工藝流程??２．１．４?Ｃｏｒｅｘ?工藝??

?ＨＩｓｍｅｌｔ煉鐵工藝的基礎研宄???工藝的優(yōu)點是：以非焦煤為能源，擺脫了高爐煉鐵對優(yōu)質冶金焦的依賴，對??燃料適應性較強，生產的鐵水可用于氧氣轉爐煉鋼，生產靈活，必要時可生??產高熱值煤氣以解決鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡問題，直接使用煤和氧，不需要焦??爐及熱風爐等設備，減少污染等。與傳統(tǒng)高爐工藝不同，ＣＯＲＥＸ流程中鐵??的還原和熔煉是在兩個不同的容器中完成的，這兩個容器分別是上部的豎爐??和下部的熔煉造氣爐，它們共同組成所謂的ＣＯＲＥＸ塔，其工藝流程如圖２－２??所示。??煤炭?塊礦／Ｓ團礦／燒結礦／埔鈄??丄?Ｌ?？??融化和汽化爐ｆ?Ｊ?冷卻氣體?９??鐵水和熔渣ｒ—氧氣?▼?▼??圖２－２?ＣＯＲＥＸ工藝流程圖??ＣＯＲＥＸ的熔融氣化爐是一個煤炭流化床，它有兩個作用，將海綿鐵熔??煉成生鐵及產生還原豎爐需要的還原氣。塊煤借助螺旋給料機加到熔融氣化??爐上部，揮發(fā)分在１１００？１１５０°Ｃ高溫下千餾脫氣，然后成為半焦或者焦炭，??在熔融氣化爐底部形成風口帶固定床。氧氣自爐缸上部鼓入使焦炭燃燒產生??高溫煤氣，再與煤干餾裂解氣體匯合成含ＣＯ＋Ｈ２?（９５％）、ＣＨ４?（１％）、Ｎ２、??Ｃ０２的高溫優(yōu)質還原氣體，還原氣體自熔融氣化爐出來后冷卻至８５０°Ｃ左右??進行除塵，再送入上部豎爐還原鐵礦石，爐塵返吹入熔融氣化爐。鐵礦石被??加熱還原成金屬化率９２％的海綿鐵，在熔融氣化爐內進一步完成還原、熔化、??滲碳，滲入爐缸。熔劑石灰石、白云石隨鐵礦石一起加入豎爐，加熱分解，??并在熔融氣化爐中進一步分解、造渣、脫硫。鐵水和爐渣的性質類似高爐的，??自鐵口排除。排出還原豎爐的爐頂煤氣經(jīng)清洗后與未進入還

?北京科技大學博士學位論文???到目前為止，ＣＯＲＥＸ熔融還原在全世界的分布情況：１９８９年南非伊斯??科公司建成Ｃ－１０００系統(tǒng)一座；１９９５－２００１年，先后在韓國浦項、南非薩爾達??納、印度京德爾公司建成Ｃ－２０００系統(tǒng)四座；我國寶鋼建成Ｃ－３０００兩座。??２．１．５?ＨＩｓａｒｎａ?工藝??ＨＩｓａｍａ工藝綜合ＨＩｓｍｅｌｔ和Ｉｓａｍａ技術的核心部分，倉丨Ｊ造出獨特的反應??器，見圖２－３。??３．８ｅｋｇ？ｉ！〇－ｃ??廢氣?＝??—?９８７．０?ＮｍＷＳＴ．Ｏｔ：?６６．８?ｋｇ－２５．Ｐｔ：??“ｒ?石—??尾４道?ｋ??１??（多余氧２°。）．?回收粉塵?＝ＳＪ一￣????？?Ａ?￣■ｊ?８４?２?ｋｇ－４６７．０ｔ：，礦石金屬化率??■?■?ＩＩ?■?■?ＤＲＩ（°／〇Ｆｅ）０??旋風尾氣??－ｒｒ－???Ｓ％７．３Ｎｎｒ－ｌ?Ｓ７１．３ｔ：＾??ＳＲＶ氧氣?￣￣￣旋Ａ載荷￣??２８１．２?Ｎｎｒ－２０．０ｔ：?＾一?一＾１?６０６?ｋｇ－１５０?Ｘ：???１：?．?，?ｕ?１?｜?旋風燃燒率?＇－＂ＴＴ：￣巧栽氣???旋風氧?Ｊ?ＰＣＲＨ００．０％?＿?■?－?１０３．５?Ｎｍ＾Ｏ．ＯＩ：??９０．８?Ｎｍ２－２０．０Ｘ：?￣?—￣ｖｊ?■?＃????燃燒ｍ氣?：＿??｜?ｍ?Ｓ７７．６Ｎｍ：－ｌ?４５０．０＾＾＾＞??４８３?ｋｔ＾Ｏ．Ｏｔ?二次燃燒率■靨??煤載氣￣?ＰＣＲ．??２４．１?Ｎｎｒ－ＴＯ．Ｏｔ：?Ｏ?＾￣ＩＴ??ＳＲＶ尾氣?［Ｊ?燃燒碳?Ｗ??＾?１４０ｋｇ－ｌ?４５

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3624858