高炉块状带炉料抗压强度模拟研究

摘要

喷吹煤粉是近年来高炉炼铁最重要的新技术之一。煤粉的成本约为焦炭的50％，而置换比则一般高于0.8，以煤代焦大大降低了炼铁成本。因此国内外炼铁行业均在大力发展高炉喷煤技术。　　随着喷煤量的提高，焦比大大降低，料柱透气性变差，焦炭负荷增加，失碳率升高，炉料高温强度对高炉顺行的影响越来越大。本课题使用一个热模型对高炉块状带进行了模拟试验。使用一个可调气氛高温抗压试验机模拟高炉内的温度条件，重点研究了焦炭和球团矿反应后抗压强度的变化规律。研究发现：　　1.焦炭失碳率在高炉块状带950℃以下的区域内变化不大，而在高于950℃的区域则提高很快。　　2.高炉间接还原区内焦炭抗压强度随温度的升高而直线下降。　　3.在块状带高温区内，焦炭强度受温度和失碳率的双重影响，随温度的升高下降更为严重。　　4.高炉块状带内焦炭抗压强度降低幅度可达75％以上，其中由失碳造成的强度降低占据了其中的37％。失碳率严重影响焦炭高温抗压强度，二者大致具有线性关系。　　5.块状带内球团矿的抗压强度分布受温度和还原率的双重影响，可用近似的直线关系来描述。　　目前国内外一般采用冷强度代替高温强度，很难代表炉料真实的高温物性。本课题通过研究在高炉反应条件下焦炭抗压强度与温度和失碳率的关系以及球团矿抗压强度与温度和还原率的关系，提出一套全新的焦炭和球团矿质量评价方法。从而能够更好的指导生产实际。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及关于论文使用授权的说明

引言

1文献综述

1.1高炉喷煤的意义

1.1.1高炉喷煤的发展

1.1.2高炉喷煤的意义

1.1.3限制喷煤量的主要因素

1.2高炉焦炭

1.2.1焦炭在高炉内的行为

1.2.2高炉内反应条件对焦炭的影响

1.2.3焦炭在高炉中碳的损失

1.2.4高炉喷煤对焦炭强度的要求

1.3高炉原料——球团矿

1.3.1球团法的发展

1.3.2高炉冶炼对球团矿强度的要求

1.4国内外前沿技术及问题的提出

1.4.1国内外的前沿技术

1.4.2问题的提出

2试验设备、内容及方法

2.1研究内容

2.2试验设备

2.2.1高炉块状带热模型

2.2.2可调气氛高温抗压试验机

2.3样品的准备

2.3.1 选样

2.3.2试样制备

2.4高炉块状带模拟试验

2.4.1试验方案

2.4.2试验过程

2.4.3高炉块状带热模型温度场测定

2.4.4焦炭失碳率测定

2.4.5球团矿还原率测定

2 5不同失碳率焦炭试样制取试验

2.5.1 KSJ高温加热炉温度场的测定

2.5.2脱碳

2.6高温抗压强度试验

2.6.1试验方案

2.6.1试验过程

3块状带炉料抗压强度分布规律探究

3.1试验数据

3.1.1焦炭工业分析

3.1.2球团矿分析

3.1.3高炉块状带热模型温度场分布

3.1.4入炉煤气成分测定

3.1.5 KSJ高温加热炉温度场分布

3.1.6焦炭失碳率测定数据及结果

3.1.7球团矿还原率测定数据及结果

3.1.8焦炭抗压试验结果

3.1.9球团矿抗压试验结果

3.2炉料抗压强度分布规律的分析

3.2.1焦炭失碳率与温度的关系

3 2.2球团矿还原率与温度的关系

3.2.3焦炭抗压强度与温度的关系

3.2.4球团矿抗压强度与温度的关系

3.2.5焦炭抗压强度与失碳率的关系

3.2.6球团矿抗压强度与还原率的关系

3.2.7高炉块状带炉料抗压强度分布

3.3分析结果

4高炉内炉料的破损机理

4.1焦炭强度的下降及破损机理

4.2球团矿强度下降机理

5炉料在高炉冶炼中的质量评价

5.1焦炭质量评价

5.2球团矿质量评价

6进一步提高喷煤量的措施

6.1采用混和煤粉喷吹技术

6.2提高焦炭高温强度

6.3提高原料品位

6.4控制适当的煤粉燃烧率

结 论

参考文献

致 谢

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