太钢高碱度碱性球团矿制备及应用技术基础研究
发布时间：2023-04-04 03:57
碱性球团矿具有生产过程污染物排放量、固体燃料消耗量和返料量低于烧结矿,且其高温冶金性能优于酸性球团矿,高炉配用后有利于高炉实现低渣比、低燃料比及低污染物排放冶炼等多方面优点。国外企业生产碱性球团矿一般采用带式焙烧机工艺(使用气体燃料),但我国由于能源结构以煤为主,国内球团矿生产企业(特别是独立运行的球团矿生产企业)主要采用以煤为燃料的链篦机-回转窑工艺。因此,需要从冶金物理化学的基本原理出发,结合必要的实验室研究和工业化试验,针对链篦机-回转窑碱性球团矿生产及高炉碱性球团矿应用过程中涉及的环节开展系统的基础研究工作。本文结合太钢未来在自有铁矿资源利用及高炉炉料结构优化方面的发展规划,基于太钢自产铁矿粉的原料特性,围绕链篦机-回转窑法碱性球团生产和高炉碱性球团应用,通过理论分析、模型计算、实验模拟及工业试验,系统研究了碱性球团焙烧特性和还原膨胀微观机制、链篦机-回转窑法生产碱性球团的适宜热工制度、高比例碱性球团高炉炉料结构对高炉冶炼过程影响的热力学机理。为全面推广链篦机-回转窑法碱性球团生产,以及高炉碱性球团矿应用提供理论基础和技术支撑。基于分子理论建立的球团矿焙烧过程热力学模型,系统研...
【文章页数】：163 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 球团矿生产工艺的现状及发展趋势
2.1.1 球团矿的特点
2.1.2 国外球团矿生产工艺的发展现状
2.1.3 国内球团矿生产工艺的发展现状
2.1.4 铁矿球团工艺未来的发展趋势
2.2 球团矿的生产工艺及特点
2.2.1 球团矿竖炉生产工艺
2.2.2 球团矿链篦机-回转窑生产工艺
2.2.3 球团矿带式焙烧机生产工艺
2.3 球团矿的种类及特点
2.3.1 酸性球团矿
2.3.2 碱性球团矿
2.4 球团矿还原过程膨胀现象的研究现状
2.4.1 球团矿还原过程膨胀机理
2.4.2 碱金属、氟对球团还原膨胀性的影响
2.4.3 脉石组分对球团还原膨胀性的影响
2.4.4 含镁添加剂对球团还原膨胀性的影响
2.4.5 焙烧温度对球团矿还原膨胀率的影响
2.4.6 还原气氛对球团还原膨胀的影响
2.4.7 内配碳对双层球团还原膨胀率的影响
2.5 国内外高炉炉炉料结构中球团矿使用情况
2.6 课题研究意义及主要研究内容
3 碱性球团制备原料基础性能研究
3.1 铁精矿基础性能研究
3.2 膨润土基础性能研究
3.3 石灰石粉基础性能研究
3.4 小结
4 碱性球团焙烧固结机理及还原膨胀行为研究
4.1 球团矿焙烧过程热力学模型建立
4.2 不同碱度球团矿的模型计算结果及固结机理分析
4.3 模型计算结果的可靠性验证
4.3.1 不同碱度球团矿试验的制备研究
4.3.2 不同碱度球团矿XRD衍射法分析
4.3.3 不同碱度球团矿显微结构分析
4.3.4 不同碱度球团矿微观结构图像分析
4.4 不同碱度球团矿的还原过程体积膨胀机理研究
4.4.1 不同碱度球团还原过程的体积膨胀性能实验结果
4.4.2 不同碱度球团矿还原后的物相组成分析
4.4.3 不同碱度球团矿还原后的显微结构分析
4.4.4 不同碱度球团矿还原膨胀机理分析
4.5 小结
5 链篦机-回转窑法碱性球团制备技术研究
5.1 碱性球团矿生球制备试验
5.2 碱性球团生球干燥特性研究
5.2.1 不同碱度下的生球爆裂温度
5.2.2 不同碱度下的生球干燥速率
5.3 碱性球团预热焙烧制度研究
5.3.1 预热制度
5.3.2 焙烧制度
5.4 链箅机-回转窑工艺生产碱性球团矿合理工艺参数研究
5.4.1 碱性球团矿合理链篦机干燥预热工艺参数研究
5.4.2 碱性球团矿合理回转窑焙烧工艺参数研究
5.4.3 不同碱度球团矿对比试验研究
5.5 小结
6 太钢碱性球团矿工业生产试验研究
6.1 第一次链篦机—回转窑工艺生产碱性球团矿工业试验研究
6.1.1 工业试验条件
6.1.2 工业试验过程
6.1.3 工业试验结果及讨论
6.2 球团强度对还原膨胀的影响
6.2.1 不同抗压强度碱性球团矿的外观
6.2.2 不同抗压强度碱性球团矿的显微结构分析
6.2.3 不同抗压强度球团还原膨胀机理分析
6.3 球团粒度对还原膨胀的影响
6.3.1 不同粒度碱性球团矿的外观
6.3.2 不同粒度碱性球团矿的显微结构分析
6.3.3 不同粒度碱性球团矿还原膨胀机理分析
6.4 第二次链篦机—回转窑工艺生产碱性球团矿工业试验研究
6.4.1 控制碱性球团矿还原膨胀率的措施
6.4.2 工业试验条件
6.4.3 工业试验结果及讨论
6.5 小结
7 碱性球团矿在太钢特大型高炉炉料结构中的应用研究
7.1 碱性球团矿对高炉块状带间接还原过程的影响研究
7.1.1 高炉块状带气固相还原反应热力学模型建立
7.1.2 模型可靠性评价及计算结果讨论分析
7.2 碱性球团矿对高炉炉料熔滴性能的影响研究
7.2.1 炉料熔滴性能实验方案及原料条件
7.2.2 炉料熔滴性能实验结果及讨论
7.2.3 基于炉料熔滴试样的渣铁分离行为研究
7.3 碱性球团矿对高炉炉缸渣铁反应过程的影响研究
7.3.1 基于离子-分子共存理论的硅分配比预报模型建立
7.3.2 硅分配比预报模型可靠性评价
7.3.3 硅分配比预报模型计算结果与讨论
7.4 小结
8 结论
参考文献
附录A 高炉块状带气固相还原反应热力学模型计算原始数据
附录B 硅分配比预报模型可靠性验证计算原始数据
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3781737
【文章页数】：163 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 球团矿生产工艺的现状及发展趋势
2.1.1 球团矿的特点
2.1.2 国外球团矿生产工艺的发展现状
2.1.3 国内球团矿生产工艺的发展现状
2.1.4 铁矿球团工艺未来的发展趋势
2.2 球团矿的生产工艺及特点
2.2.1 球团矿竖炉生产工艺
2.2.2 球团矿链篦机-回转窑生产工艺
2.2.3 球团矿带式焙烧机生产工艺
2.3 球团矿的种类及特点
2.3.1 酸性球团矿
2.3.2 碱性球团矿
2.4 球团矿还原过程膨胀现象的研究现状
2.4.1 球团矿还原过程膨胀机理
2.4.2 碱金属、氟对球团还原膨胀性的影响
2.4.3 脉石组分对球团还原膨胀性的影响
2.4.4 含镁添加剂对球团还原膨胀性的影响
2.4.5 焙烧温度对球团矿还原膨胀率的影响
2.4.6 还原气氛对球团还原膨胀的影响
2.4.7 内配碳对双层球团还原膨胀率的影响
2.5 国内外高炉炉炉料结构中球团矿使用情况
2.6 课题研究意义及主要研究内容
3 碱性球团制备原料基础性能研究
3.1 铁精矿基础性能研究
3.2 膨润土基础性能研究
3.3 石灰石粉基础性能研究
3.4 小结
4 碱性球团焙烧固结机理及还原膨胀行为研究
4.1 球团矿焙烧过程热力学模型建立
4.2 不同碱度球团矿的模型计算结果及固结机理分析
4.3 模型计算结果的可靠性验证
4.3.1 不同碱度球团矿试验的制备研究
4.3.2 不同碱度球团矿XRD衍射法分析
4.3.3 不同碱度球团矿显微结构分析
4.3.4 不同碱度球团矿微观结构图像分析
4.4 不同碱度球团矿的还原过程体积膨胀机理研究
4.4.1 不同碱度球团还原过程的体积膨胀性能实验结果
4.4.2 不同碱度球团矿还原后的物相组成分析
4.4.3 不同碱度球团矿还原后的显微结构分析
4.4.4 不同碱度球团矿还原膨胀机理分析
4.5 小结
5 链篦机-回转窑法碱性球团制备技术研究
5.1 碱性球团矿生球制备试验
5.2 碱性球团生球干燥特性研究
5.2.1 不同碱度下的生球爆裂温度
5.2.2 不同碱度下的生球干燥速率
5.3 碱性球团预热焙烧制度研究
5.3.1 预热制度
5.3.2 焙烧制度
5.4 链箅机-回转窑工艺生产碱性球团矿合理工艺参数研究
5.4.1 碱性球团矿合理链篦机干燥预热工艺参数研究
5.4.2 碱性球团矿合理回转窑焙烧工艺参数研究
5.4.3 不同碱度球团矿对比试验研究
5.5 小结
6 太钢碱性球团矿工业生产试验研究
6.1 第一次链篦机—回转窑工艺生产碱性球团矿工业试验研究
6.1.1 工业试验条件
6.1.2 工业试验过程
6.1.3 工业试验结果及讨论
6.2 球团强度对还原膨胀的影响
6.2.1 不同抗压强度碱性球团矿的外观
6.2.2 不同抗压强度碱性球团矿的显微结构分析
6.2.3 不同抗压强度球团还原膨胀机理分析
6.3 球团粒度对还原膨胀的影响
6.3.1 不同粒度碱性球团矿的外观
6.3.2 不同粒度碱性球团矿的显微结构分析
6.3.3 不同粒度碱性球团矿还原膨胀机理分析
6.4 第二次链篦机—回转窑工艺生产碱性球团矿工业试验研究
6.4.1 控制碱性球团矿还原膨胀率的措施
6.4.2 工业试验条件
6.4.3 工业试验结果及讨论
6.5 小结
7 碱性球团矿在太钢特大型高炉炉料结构中的应用研究
7.1 碱性球团矿对高炉块状带间接还原过程的影响研究
7.1.1 高炉块状带气固相还原反应热力学模型建立
7.1.2 模型可靠性评价及计算结果讨论分析
7.2 碱性球团矿对高炉炉料熔滴性能的影响研究
7.2.1 炉料熔滴性能实验方案及原料条件
7.2.2 炉料熔滴性能实验结果及讨论
7.2.3 基于炉料熔滴试样的渣铁分离行为研究
7.3 碱性球团矿对高炉炉缸渣铁反应过程的影响研究
7.3.1 基于离子-分子共存理论的硅分配比预报模型建立
7.3.2 硅分配比预报模型可靠性评价
7.3.3 硅分配比预报模型计算结果与讨论
7.4 小结
8 结论
参考文献
附录A 高炉块状带气固相还原反应热力学模型计算原始数据
附录B 硅分配比预报模型可靠性验证计算原始数据
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3781737
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