鋼鐵工業(yè)長期面臨著資源短缺和環(huán)境污染的的發(fā)展現(xiàn)狀,實現(xiàn)節(jié)能減排和綠色冶金是鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重點。而高爐煉鐵是鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵,急需研發(fā)低碳高爐煉鐵新技術(shù)。復合鐵焦是實現(xiàn)低碳高爐煉鐵的一種新型碳鐵復合爐料。高爐使用鐵焦后可降低熱儲備區(qū)溫度,提高冶煉效率,降低焦比,從而實現(xiàn)CO₂減排。綜述了國內(nèi)外鐵焦制備與應(yīng)用的研究進展,主要包括鐵焦的制備工藝和高爐應(yīng)用。歸納了各種鐵焦制備工藝的特點。同時提出并研究了礦煤壓塊-豎爐炭化-高爐應(yīng)用的冷壓型鐵焦制備與應(yīng)用新技術(shù)。重點進行了冷壓型鐵焦的制備及冶金性能優(yōu)化、高爐應(yīng)用冷壓型鐵焦等試驗研究。冷壓型鐵焦制備適宜的工藝條件為,質(zhì)量分數(shù)為30%鐵礦粉、45%煙煤1、10%煙煤2、10%煙煤3、5%無煙煤、5%瀝青類黏結(jié)劑B混合加熱至60℃,并進行冷壓成型;成型壓塊再經(jīng)豎爐1 000℃炭化4h;獲得抗壓強度3 977N、I型轉(zhuǎn)鼓強度77.7%、反應(yīng)性69.7%、反應(yīng)后強（固定氣化溶損量20%）42%的優(yōu)質(zhì)鐵焦。高爐綜合爐料中添加質(zhì)量分數(shù)20%～30%冷壓型鐵焦,綜合爐料熔滴性能明顯改善。以上研究為鐵焦實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)與低碳高爐... 

【文章來源】：鋼鐵. 2020,55(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

鐵焦生球和成品球外觀形貌

東北大學儲滿生等[20-22]將鐵礦粉加入煙煤和無煙煤中，并加熱至300℃進行壓塊成型，再利用實驗室炭化豎爐將礦煤壓塊加熱至1 000℃炭化4h，獲得鐵焦產(chǎn)品。通過配煤配礦試驗對熱壓鐵焦冶金性能進行優(yōu)化，獲得抗壓強度為5 049N、反應(yīng)性指數(shù)為61.08%、反應(yīng)后強度為51.23%的優(yōu)質(zhì)鐵焦。此工藝是基于礦煤壓塊豎爐炭化的熱壓型鐵焦制備方法，無需使用黏結(jié)劑，充分利用煙煤的熱塑性將非黏結(jié)性的無煙煤和鐵礦粉黏結(jié)在一起，保證壓塊產(chǎn)物的強度，獲得了高反應(yīng)性高強度的鐵焦產(chǎn)品。但是，熱壓溫度較高，會增加能耗。而且煤粉在加熱、混合及成型過程中產(chǎn)生大量易燃易爆熱解氣和粉塵，存在環(huán)保和安全問題，實際生產(chǎn)時工作環(huán)境較為惡劣。1.2 高爐應(yīng)用鐵焦研究

日本新日鐵鋼鐵公司對利用焦爐生產(chǎn)鐵焦及其性能進行了研究[8]。將煤和鐵礦粉的混合物裝在一個鍍鋅鋼箱里，然后將箱子放入試驗焦爐中炭化，在相當于實際焦爐內(nèi)煙道溫度1 250℃的升溫曲線下炭化18.5h。鐵礦的添加降低了煤粉的結(jié)焦性能，從而降低了鐵焦的轉(zhuǎn)鼓強度，但顯著提高了鐵焦的反應(yīng)性。在1 200℃條件下，鐵礦粉會和二氧化硅反應(yīng)生成鐵橄欖石而破壞焦爐爐墻磚襯。如圖1所示，鐵礦粉在1 100℃時沒有變化。而在1 200℃時，鐵礦粉對硅磚的侵蝕和破壞較大，在被侵蝕的部位周圍有一個顏色不同的環(huán)形部分。因此，焦爐炭化室溫度需控制在1 100℃以下。在上述研究基礎(chǔ)上，為了生產(chǎn)滿足實際高爐操作所需強度的高反應(yīng)性鐵焦，在工業(yè)規(guī)模的焦爐中進行了生產(chǎn)試驗[8]。鐵礦粉添加的質(zhì)量分數(shù)為6.5%，鐵礦粉和煤粉從不同料倉通過皮帶運至焦爐炭化室�？紤]到焦爐炭化室墻面與煙道之間溫差（最低150℃），煙道溫度被控制在1 250℃，總炭化時間為24h，排出的鐵焦經(jīng)水淬熄焦。生產(chǎn)的鐵焦轉(zhuǎn)鼓強度DI15150為80.9%，反應(yīng)性指數(shù)JIS ReI(Japanese Industrial Standard coke reactivity index）為48.8%，反應(yīng)后強度為16.3%，鐵礦的還原率為70%。生產(chǎn)過程中，焦爐爐墻磚襯沒有受到負面影響。此鐵焦生產(chǎn)工藝，雖然不需要重大的資本投資，只需利用現(xiàn)有焦爐設(shè)施做輕微的改動便可使用，但是需要解決以下關(guān)鍵問題：（1）為防止焦爐爐墻侵蝕，需嚴格準確控制炭化室溫度，否則造成炭化工藝復雜化；（2）結(jié)焦時間過長，生產(chǎn)效率低，能耗高；（3）鐵焦熱強度低，難以滿足高爐使用要求。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳鐵復合低碳煉鐵爐料制備與應(yīng)用研究[J]. 王宏濤,儲滿生,鮑繼偉,韓冬,曹來更,趙偉.  鋼鐵研究學報. 2019(02)
[2]焦炭熱性質(zhì)評價方法的研究進展[J]. 謝全安,魏偵凱,郭瑞,程歡.  鋼鐵. 2018(09)
[3]熱壓鐵焦對高爐綜合爐料熔滴性能的影響[J]. 王宏濤,儲滿生,趙偉,柳政根.  東北大學學報(自然科學版). 2016(08)
[4]日本鐵焦項目將從2016開始正式進入實證階段[J].   燒結(jié)球團. 2016(04)
[5]工藝參數(shù)對熱壓鐵焦抗壓強度的影響[J]. 王宏濤,儲滿生,趙偉,柳政根.  東北大學學報(自然科學版). 2016(06)
[6]煉焦煤性質(zhì)對鐵焦性能影響的試驗研究[J]. 史世莊,林志龍,畢學工,李鵬,羅永輝,汪恭二.  太原理工大學學報. 2015(03)
[7]煉焦工藝條件對鐵焦性能影響的試驗[J]. 史世莊,董晴雯,畢學工,李鵬,羅永輝,汪恭二.  鋼鐵. 2015(04)
[8]40kg焦爐制備型煤鐵焦的實驗研究[J]. 任偉,李金蓮,張立國,袁慧,王再義.  中國冶金. 2015(04)
[9]高爐使用含碳復合爐料的原理[J]. 儲滿生,趙偉,柳政根,王宏濤,唐玨.  鋼鐵. 2015(03)
[10]混裝鐵焦對人造富礦還原行為的影響[J]. 畢學工,馬毅瑞,李鵬,張慧軒,程向明,史世莊.  鋼鐵. 2014(11)



本文編號：3116680