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      【煤氣化論文】范文:焦爐煤氣強化燒結技術研究

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      導讀:這是一篇完整優秀的關于煤氣化論文范文,共有2100字符,題目是關于“焦爐煤氣強化燒結技術研究”的。向燒結料層噴入可燃氣體,試驗重點研究了不同條件下不同熱量補償比例對燒結指標的影響。

      作者:高沛

      摘要:在燒結料面噴入一定量的可燃氣體,在燒結負壓作用下,可燃氣體被抽入燒結料層并在料層中的燃燒層上部高溫段燃燒放熱,料層的最高溫度并不會升高,反而延長了料層中 1200~1400℃溫度區間的持續時間,從而提高了燒結礦的強度和還原性。信息周刊。

      同時,由于減少了固體燃料配比, 使得燒結最高溫度降低,有利于復合鐵酸鈣的生成,從而改善燒結礦質量。因此,控制燒結料層的最高溫度及合適的溫度區間對燒結生產和燒結礦質量至關重要。向燒結料層噴入可燃氣體,試驗重點研究了不同條件下不同熱量補償比例對燒結指標的影響。

      結果表明,噴入焦爐煤氣后,燒結礦質量和冶金性能得到改善,燒結過程均勻性得到改善,燒結礦轉鼓指數、粒徑、還原性等指標大幅度提高,有利于高爐冶煉;同時,采用該技術后, 減少了燒結固體燃料配入量,降低了燒結過程CO2 的排放。

      關鍵詞:焦爐煤氣;強化燒結;燃燒層;熱量補償

      日本 JFE 鋼鐵公司開發了在燒結礦表面噴入液化天然氣燃料技術,該技術可在不增加焦粉配比的前提下提高燒結礦質量。其原理是從燒結機料層表面噴灑低于著火濃度的焦爐煤氣,在燒結負壓作用下,焦爐煤氣被抽入到燒結礦層,當到達燒結燃燒層上方高溫區時發生燃燒反應,提供新的高溫區,

      減緩了燒結高溫區物料的冷卻速度,延長了新生成的燒結礦在高溫區的保持時間,從而提高燒結礦強度。相應減少的固體燃料配入量則使固體燃料燃燒產生的高溫區的最高溫度降低,有助于改善燒結礦的還原性。

       

      1、實驗原理及實驗方法

       

      1.1 實驗原理

      氣體燃料輔助燒結技術原理:在燒結料面噴入一定量的可燃氣體,在燒結負壓的作用下,可燃氣體被抽入燒結料層并在料層中的燃燒層上部被燃燒放熱,從而拓寬了燒結的燃燒層,延長了高溫保持時間;同時,由于減少了燒結固體燃料比例,

      一方面使得燒結最高溫度降低,更適合于強度和還原性能更優的復合鐵酸鈣組分的生成,從而改善燒結礦質量;另一方面大大降低了CO2 排放?;谝陨锨闆r,梅鋼公司在實驗室分別開展了向燒結料面噴吹 LNG 和COG 的燒結杯試驗研究。

       

      1.2 實驗方法

      (1)噴吹 LNG 試驗

      該實驗重點研究不同固燃配比、不同氣體流量、不同通氣時間等情況下噴吹LNG 對燒結指標的影響。試驗結果表明:固體燃料配比由基準期 5.4%降至 4.9%,噴吹 LNG 后, 對改善燒結礦轉鼓指數、成品率、利用系數和固體燃耗等指標有積極作用。

       

      1.3 噴吹COG 試驗

      在噴吹 LNG 試驗基礎上,燒結杯試驗重點考察不同固燃配比、不同噴吹時間、不同COG 流量(即不同補充熱量比例)等情況下噴吹COG 對燒結礦指標的影響。

      試驗結果表明: 在燒結過程中噴吹一定量的COG 后,不但可以降低燒結礦固體燃耗,而且對于提高燒結礦轉鼓強度、成品率和利用系數等均有積極影響; 燒結礦R I 、R DI+3.15 指標均提高1.3%~2.0%

       

      2、生產結果分析

       

      2.1 噴吹COG 對燒結礦轉鼓指數的影響

      噴吹COG 后,燒結礦轉鼓指數較基準期提高 0.31%。運用 Minitab 工具對數據過程能力進行檢驗分析,P 值=0.024<0.05,說明試驗期轉鼓指數與基準期存在明顯差異,轉鼓

      指數過程能力指數提高 0.40,說明燒結過程均勻性得到改善。這主要由于噴吹COG 后, COG 在燒結料層的燃燒層上部燃燒放熱,降低了上部燒結礦的冷卻速度,延長了適合燒結溫度的持續時間及擴大了該溫度帶的寬度,有利于鐵酸鈣組分的生成;同時,

      使熱量不足的燒結料層上部得到了熱量補償,獲得的熱量高于燒結過程的平均熱量和原工藝料層上部獲得的熱量,燒結料層下部的熱量和冷卻速度適宜,燒結料層上下部溫度更趨向均勻,保證了上層燒結礦足量的熔融液相的生成,對固相有良好的浸潤與礦化作用。

       

      2.2 噴吹 COG 對燒結礦 5~10mm 比例的影響

      噴吹 COG 后,燒結礦 5~10mm 比例較基準期降低 2.11%。運用 Minitab 工具對數據過程能力進行檢驗分析,P 值=0.005<0.05, 說明試驗期 5~10mm 比例與基準期存在明顯差異,5~10mm 比例過程能力指數提高 0.48, 說明燒結過程均勻性得到改善。

       

      2.3 噴吹COG 對燒結礦平均粒徑的影響

      噴吹COG 后,燒結礦平均粒徑較基準期提高了 1.08mm。運用 Minitab 工具對數據過程能力進行檢驗分析,P 值=0.001<0.05,說明試驗期平均粒徑與基準期存在明顯差異, 平均粒徑過程能力指數提高 0.60,說明燒結過程均勻性得到改善。

      這主要由于噴吹 COG 后,延長了超過 1200℃料層的持續時間,提高了 SFCA 的液相轉換率及 1~5mm 孔隙熔合率,降低了燒結礦玻璃相硅酸鹽及燒結礦小粒徑比例。

       

      2.4 噴吹COG 對固體消耗的影響

      噴吹COG 后,燒結礦固體單耗較基準期降低了 4.68kg/t。運用 Minitab 工具對數據過程能力進行檢驗分析,P 值=0.000<0.05,說明試驗期固體消耗與基準期存在明顯差異, 噴吹COG 后,固體消耗降低的主要原因是噴吹的COG 在燃燒帶上部放熱,減少了燒結原料中固體燃料的配入量。

       

      2.5 噴吹COG 對內返礦率的影響

      噴吹COG 后,與基準期相比,試驗期燒結礦內返礦率均值上升了 0.13%,但 P 值=0.440>0.05,說明試驗期內返礦率與基準期無明顯差異。

       

      2.6 噴吹COG 對槽下返回率的影響

      噴吹COG 后,與基準期相比,試驗期燒結礦槽下返回率均值降低 0.48%,但 P 值=0.507>0.05,說明試驗期槽下返回率與基準期無明顯差異。

       

      2.7 噴吹COG 對綜合成品率的影響

      噴吹COG 后,與基準期相比,試驗期燒結礦綜合成品率均值提高了 0.90%,但 P 值=0.337>0.05,說明試驗期綜合成品率與基準期無明顯差異。噴吹COG 前后,燒結礦內返礦率、槽下返回率、綜合成品率差異性不明顯,可能與統計數據量少有關。

       

      2.8 噴吹COG 對 RI、RDI 的影響

      噴吹COG 后,燒結礦 RI 提高 3.19%,主要是因為噴吹COG 氣體后,固體燃料消耗降低,燒結過程還原氣氛減弱,氧化氣氛增強, 有利于燒結礦強度和還原性較好的鐵酸鈣組分生成,從而使燒結礦 RI 指數得到改善;燒結礦 RDI 提高 1.40%,雖然幅度不大,但燒結礦RI 指數在大幅改善的情況下,低溫還原粉化指數沒有惡化已屬難得。

       

      總結

       

      焦爐煤氣強化燒結技術對改善燒結礦質量及相關經濟技術指標有積極作用,燒結礦轉鼓指數、5~10mm 比例、平均粒徑、RI、RDI、固體消耗、綜合成品率等指標有較大幅度改善,有利于高爐操作和高爐經濟技術指標的提升。

      燒結過程均勻性得到改善,指標穩定性增強,燒結礦轉鼓指數、5~10mm 比例、平均粒徑、固體消耗、綜合成品率等五項指標的過程能力指數明顯提高,內返礦率、槽下返回率、綜合成品率等三項指標改善明顯性不強,這與數據統計量較少有關。

      固體消耗的降低,減少了 CO2 的排放。3 號燒結機降低CO2 排放約 2.4 萬t/a,環境效益明顯。因此,合適的焦爐煤氣使用量和噴吹方式非常重要,COG 噴吹總量和噴吹分配方式的不同對燒結指標有影響,還需進一步改進優化, 尋找更佳工藝參數。

       

      參考文獻

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