首秦经济炼铁技术的相关基础研究
发布时间：2023-05-27 18:42
首秦公司高炉铁水成本占最终产品钢板的成本62%,高炉炼铁原、燃料成本占铁水成本的80～90%,高效低成本获得满足炼钢要求的铁水是首秦炼铁工作者不断追求的目标。2008年后,由于首秦公司产品单一、国内钢铁产能过剩和在原、燃料市场没有话语权等因素,首秦公司开始采用经济炉料炼铁的方针来降低高炉铁水的成本。本文针对原、燃料质量下降和价格升高的情况,在铁矿粉烧高温烧结特性、不同高炉炉料结构的熔滴和熔化特性、焦炭与铁矿石还原动力学和炉缸焦炭劣化性能、高炉风口理论燃烧温度等高温性能方面进行了深入的基础研究。之后,在首秦高炉进行了经济炉料与不同质量焦炭的协同生产实践,达到了经济炉料炼铁的目的。本论文主要开展的研究工作和得到结果如下:(1)采用了以实际烧结生产温度为基准,考虑整个过程变化,量纲为1的同化反应特征数和流动性能特征数,测定了首秦不同铁矿粉的高温烧结特性,并对首秦烧结用铁矿粉的高温烧结性能进行了分类。烧结生产中采用的是不同种类铁矿粉、熔剂及各种返回料的混合料,本文分别对首秦烧结正常生产中不同种类铁矿粉混合料和烧结生产用二混混合料的高温烧结特性进行了测定,给出了在能够满足高炉生产要求的烧结矿质量...
【文章页数】：220 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 国内钢铁企业的亏损现状
2.2 钢铁企业的工序成本与炼铁的成本构成
2.3 铁矿石贸易的价格走势与供求关系
2.4 经济炉料基础特性及其高效低成本炼铁研究现状
2.4.1 经济炉料的物理特性
2.4.2 经济炉料的化学特性
2.4.3 烧结原料基础性能
2.4.4 高炉原料基础性能
2.5 经济炉料炼铁的研究现状
2.5.1 烧结配料研究
2.5.2 高炉炉料结构研究
2.5.3 经济炉料对高炉顺行的影响研究
2.6 国内降低炼铁成本的探索与尝试
2.6.1 精料炼铁
2.6.2 经料炼铁
2.7 课题研究目的
2.7.1 研究目的
2.7.2 研究对象
2.7.3 研究内容
3 基于高温烧结特性的烧结原料结构与经济配矿研究
3.1 研究方法与试验装置
3.1.1 同化反应特征数的测定方法
3.1.2 流动性能特征数的测定方法
3.2 烧结用铁矿粉的高温烧结特性
3.2.1 单一铁矿粉的同化反应特性
3.2.2 单一铁矿粉的流动性能
3.2.3 不同原料结构的混合铁矿粉高温烧结性能
3.2.4 不同原料结构的二混混合料高温烧结性能
3.3 烧结用铁矿粉的高温烧结特性的表征方法及其特征数研究
3.3.1 铁矿粉同化反应性能的新表征方法
3.3.2 铁矿粉流动性能的新表征方法
3.3.3 单一铁矿粉的同化反应特征数
3.3.4 单一铁矿粉的流动性能特征数
3.3.5 不同原料结构的混合铁矿粉烧结性能特征数
3.3.6 不同原料结构的二混混合料高温烧结性能特征数
3.3.7 不同原料结构的混合料烧结性能特征数与结矿转鼓的关系
3.4 铁矿粉高温烧结特性及其特征数的影响因素分析
3.4.1 不同温度条件下的高温烧结性能及其矿相结构变化
3.4.2 化学成分对铁矿粉高温烧结特性的交互影响
3.5 基于高温烧结铁性特征数的铁矿粉经济配矿研究
3.5.1 基于铁矿粉混合料高温烧结特征数的经济矿配矿研究
3.5.2 基于二混混合料高温烧结性能特征数的经济矿配矿研究
3.6 小结
4 基于高温冶金性能的高炉炉料结构与经济配矿研究
4.1 经济炉料炼铁时高炉含铁炉料的高温熔滴性能
4.1.1 研究方法与试验装置
4.1.2 单一炉料的高温熔滴性能
4.1.3 混合炉料的高温熔滴特性
4.2 经济炉料炼铁条件下的还原反应时含铁炉料熔化特性
4.2.1 研究方法与试验装置
4.2.2 还原反应时单一炉料的熔化性能研究
4.2.3 还原反应时混合炉料的熔化性能研究
4.3 荷重熔滴试验与还原反应试验熔化特性之间的关联性研究
4.3.1 熔滴试验中熔滴特征值与荷重熔化参数的关联性
4.3.2 熔滴试验荷重熔化参数与还原反应试验熔化参数的关联性
4.3.3 熔滴试验熔滴特征值与还原反应试验熔化参数的关联性
4.4 还原熔化过程中的矿相结构分析
4.4.1 还原熔化试验配碳量的探讨
4.4.2 不同温度条件的还原熔化矿相结构
4.4.3 不同原料结构的还原熔化矿相结构
4.5 烧结-炼铁一体化的最优成本对应的入炉矿合理品位模型
4.5.1 烧结-炼铁联动模型的建立
4.5.2 联动模型中关键参数的修正
4.5.3 理论计算条件下的最优高炉入炉品位和结矿品位的关联性
4.5.4 实际生产条件下的最优高炉入炉品位和结矿品位的关联性
4.5.5 实际生产条件下的最优高炉入炉品位和块矿品位的关联性
4.6 小结
5 首秦高炉混焦的高温还原性能和炉缸高温劣化性能研究
5.1 高炉混焦的高温还原动力学相关基础研究
5.1.1 试验装置和研究方法
5.1.2 分段尝试法的机理函数和动力学模型
5.1.3 焦炭热性能对铁矿石还原的动力学影响分析和参数计算
5.1.4 还原气氛对铁矿石还原的动力学影响分析和参数计算
5.1.5 粒度大小对铁矿石还原的动力学影响分析和参数计算
5.1.6 焦炭分布方式对铁矿石还原的动力学影响分析和参数计算
5.2 高炉炉缸焦炭劣化性能分析
5.2.1 试验方案和取样方法
5.2.2 炉缸焦炭粒度与理化性能分析
5.2.3 炉缸焦炭XRD分析
5.2.4 焦炭岩相光学组织分析
5.3 碱金属对焦炭劣化的影响研究
5.3.1 碱金属分布及最大富集量计算
5.3.2 碱金属气氛下焦炭的劣化研究
5.3.3 首秦入炉碱负荷控制上限的研究
5.4 小结
6 高炉喷吹煤的高温燃烧性能研究
6.1 高炉喷吹煤的高温燃烧特性研究
6.1.1 试验装置与研究方法
6.1.2 不同种类煤粉的燃烧特性分析
6.1.3 不同粒径煤粉的燃烧特性分析
6.2 高煤比条件下煤粉喷吹对风口理燃温度的影响
6.2.1 高炉风口理论燃烧温度及其计算公式
6.2.2 高炉风口理论燃烧温度计算公式的修正
6.2.3 焦炭进入风口回旋区的温度对理论燃烧温度的影响
6.2.4 煤粉中SiO2对理论燃烧温度的影响
6.2.5 高炉生产中各主要参数对理论燃烧温度的影响
6.3 小结
7 首秦焦炭质量与焦炭负荷的高效低成本协同效应研究
7.1 优焦优矿的高效低成本协同生产
7.1.1 优焦优矿原燃料条件
7.1.2 优焦优矿实现焦炭负荷6.0的高效低成本协同生产
7.2 不同质量焦炭与经济矿的高效低成本协同生产
7.2.1 一级焦与经济矿的高效低成本协同生产
7.2.2 二级焦与经济矿的高效低成本协同生产
7.2.3 三级焦与经济矿的高效低成本协同生产
7.3 小结
8 结论与创新点
8.1 结论
8.2 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3824060
【文章页数】：220 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 国内钢铁企业的亏损现状
2.2 钢铁企业的工序成本与炼铁的成本构成
2.3 铁矿石贸易的价格走势与供求关系
2.4 经济炉料基础特性及其高效低成本炼铁研究现状
2.4.1 经济炉料的物理特性
2.4.2 经济炉料的化学特性
2.4.3 烧结原料基础性能
2.4.4 高炉原料基础性能
2.5 经济炉料炼铁的研究现状
2.5.1 烧结配料研究
2.5.2 高炉炉料结构研究
2.5.3 经济炉料对高炉顺行的影响研究
2.6 国内降低炼铁成本的探索与尝试
2.6.1 精料炼铁
2.6.2 经料炼铁
2.7 课题研究目的
2.7.1 研究目的
2.7.2 研究对象
2.7.3 研究内容
3 基于高温烧结特性的烧结原料结构与经济配矿研究
3.1 研究方法与试验装置
3.1.1 同化反应特征数的测定方法
3.1.2 流动性能特征数的测定方法
3.2 烧结用铁矿粉的高温烧结特性
3.2.1 单一铁矿粉的同化反应特性
3.2.2 单一铁矿粉的流动性能
3.2.3 不同原料结构的混合铁矿粉高温烧结性能
3.2.4 不同原料结构的二混混合料高温烧结性能
3.3 烧结用铁矿粉的高温烧结特性的表征方法及其特征数研究
3.3.1 铁矿粉同化反应性能的新表征方法
3.3.2 铁矿粉流动性能的新表征方法
3.3.3 单一铁矿粉的同化反应特征数
3.3.4 单一铁矿粉的流动性能特征数
3.3.5 不同原料结构的混合铁矿粉烧结性能特征数
3.3.6 不同原料结构的二混混合料高温烧结性能特征数
3.3.7 不同原料结构的混合料烧结性能特征数与结矿转鼓的关系
3.4 铁矿粉高温烧结特性及其特征数的影响因素分析
3.4.1 不同温度条件下的高温烧结性能及其矿相结构变化
3.4.2 化学成分对铁矿粉高温烧结特性的交互影响
3.5 基于高温烧结铁性特征数的铁矿粉经济配矿研究
3.5.1 基于铁矿粉混合料高温烧结特征数的经济矿配矿研究
3.5.2 基于二混混合料高温烧结性能特征数的经济矿配矿研究
3.6 小结
4 基于高温冶金性能的高炉炉料结构与经济配矿研究
4.1 经济炉料炼铁时高炉含铁炉料的高温熔滴性能
4.1.1 研究方法与试验装置
4.1.2 单一炉料的高温熔滴性能
4.1.3 混合炉料的高温熔滴特性
4.2 经济炉料炼铁条件下的还原反应时含铁炉料熔化特性
4.2.1 研究方法与试验装置
4.2.2 还原反应时单一炉料的熔化性能研究
4.2.3 还原反应时混合炉料的熔化性能研究
4.3 荷重熔滴试验与还原反应试验熔化特性之间的关联性研究
4.3.1 熔滴试验中熔滴特征值与荷重熔化参数的关联性
4.3.2 熔滴试验荷重熔化参数与还原反应试验熔化参数的关联性
4.3.3 熔滴试验熔滴特征值与还原反应试验熔化参数的关联性
4.4 还原熔化过程中的矿相结构分析
4.4.1 还原熔化试验配碳量的探讨
4.4.2 不同温度条件的还原熔化矿相结构
4.4.3 不同原料结构的还原熔化矿相结构
4.5 烧结-炼铁一体化的最优成本对应的入炉矿合理品位模型
4.5.1 烧结-炼铁联动模型的建立
4.5.2 联动模型中关键参数的修正
4.5.3 理论计算条件下的最优高炉入炉品位和结矿品位的关联性
4.5.4 实际生产条件下的最优高炉入炉品位和结矿品位的关联性
4.5.5 实际生产条件下的最优高炉入炉品位和块矿品位的关联性
4.6 小结
5 首秦高炉混焦的高温还原性能和炉缸高温劣化性能研究
5.1 高炉混焦的高温还原动力学相关基础研究
5.1.1 试验装置和研究方法
5.1.2 分段尝试法的机理函数和动力学模型
5.1.3 焦炭热性能对铁矿石还原的动力学影响分析和参数计算
5.1.4 还原气氛对铁矿石还原的动力学影响分析和参数计算
5.1.5 粒度大小对铁矿石还原的动力学影响分析和参数计算
5.1.6 焦炭分布方式对铁矿石还原的动力学影响分析和参数计算
5.2 高炉炉缸焦炭劣化性能分析
5.2.1 试验方案和取样方法
5.2.2 炉缸焦炭粒度与理化性能分析
5.2.3 炉缸焦炭XRD分析
5.2.4 焦炭岩相光学组织分析
5.3 碱金属对焦炭劣化的影响研究
5.3.1 碱金属分布及最大富集量计算
5.3.2 碱金属气氛下焦炭的劣化研究
5.3.3 首秦入炉碱负荷控制上限的研究
5.4 小结
6 高炉喷吹煤的高温燃烧性能研究
6.1 高炉喷吹煤的高温燃烧特性研究
6.1.1 试验装置与研究方法
6.1.2 不同种类煤粉的燃烧特性分析
6.1.3 不同粒径煤粉的燃烧特性分析
6.2 高煤比条件下煤粉喷吹对风口理燃温度的影响
6.2.1 高炉风口理论燃烧温度及其计算公式
6.2.2 高炉风口理论燃烧温度计算公式的修正
6.2.3 焦炭进入风口回旋区的温度对理论燃烧温度的影响
6.2.4 煤粉中SiO2对理论燃烧温度的影响
6.2.5 高炉生产中各主要参数对理论燃烧温度的影响
6.3 小结
7 首秦焦炭质量与焦炭负荷的高效低成本协同效应研究
7.1 优焦优矿的高效低成本协同生产
7.1.1 优焦优矿原燃料条件
7.1.2 优焦优矿实现焦炭负荷6.0的高效低成本协同生产
7.2 不同质量焦炭与经济矿的高效低成本协同生产
7.2.1 一级焦与经济矿的高效低成本协同生产
7.2.2 二级焦与经济矿的高效低成本协同生产
7.2.3 三级焦与经济矿的高效低成本协同生产
7.3 小结
8 结论与创新点
8.1 结论
8.2 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3824060
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3824060.html