邵腾飞
,
吴铿
,
丁汝才
,
王崇茂
,
刘起航
,
屈俊杰
钢铁
高炉采用3级除尘后,其第2级的旋风灰中含有大量的含铁氧化物和碳,将其作为喷吹煤粉的添加剂从高炉风口喷入,可促进煤粉燃烧,达到高效利用旋风灰的目的。对首秦高炉除尘灰进行粒度和化学成分分析,发现旋风灰可以作为添加剂与煤粉进行混合喷吹。通过实验室测定不同含量旋风灰对煤粉燃烧性的影响,确定在富氧率为3%,添加旋风灰比例为6%时,可达到最佳的煤粉燃烧效果。首秦高炉的试验结果表明,喷煤时添加3%以下的旋风灰代替相应的煤粉,生产平稳,喷吹系统运转正常。高炉自产的旋风灰作为煤粉添加剂是可行的,可以带来较好的经济效益和社会效益。
关键词:
高炉
,
煤粉
,
旋风灰
,
燃烧性
,
添加剂
吴铿
,
折媛
,
朱利
,
湛文龙
,
刘起航
钢铁研究
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130415
为了适应冶金反应工程学科的发展,借鉴了化学反应工程学科体系的理念,讨论了冶金反应工程学科发展的状况,并提出了建立新的研究该学科体系的构想.考虑冶金应用基础的物性参数不足的现状,提出了将冶金反应工程学和冶金反应工程分别研究的构想.冶金反应工程学为该学科的基础部分(确定定解条件的相关基础试验和建立考虑全部定解条件的模型),冶金反应工程为该学科在生产中将模拟结果放大和优化的应用部分.该学科的目标是要能够解决生产实际问题,通过模型进行模拟要达到定量结果,以对实际生产进行指导.需要进行长期、认真、细致、艰苦的研究工作,以逐步丰富和完善冶金反应工程学科的内涵.另外,为了给冶金反应工程学求解方程的定解条件提供必要的参数,提出了用分段尝试法研究冶金反应过程动力学的新思路,既可满足冶金反应工程学的自身需要,又能为建立独立的学科体系提供必要的保障.
关键词:
冶金反应工程学科
,
学科体系
,
分段尝试法
,
反应过程动力学
湛文龙
,
吴铿
,
徐万仁
,
刘起航
,
任海亮
,
吴小辉
钢铁
COREX流程主要使用块煤作为燃料,但仍需要加入一定比例的焦炭来支撑熔融气化炉内炉料,保证炉况顺行.块煤裂解形成的半焦和焦炭在熔融气化炉内的劣化程度对煤气流的透气性、渣铁的透气透液性和炉缸热量的分布等影响较大.利用风口取样技术取出风口焦试样,进行粒度分布研究、显微结构分析、透气性指数计算和热态性能测定,发现风口焦试样中大于10mm的较大颗粒多为入炉焦炭劣化所致,小于10mm的小颗粒多为块煤裂解所致；认为块煤挥发分热解后的产物会加剧焦炭的溶损反应,且块煤裂解半焦的反应后强度不及入炉焦炭,半焦在炉内的劣化是影响渣铁透气透液性的主要因素；最后结合对试验结果的分析,给出了降低COREX流程能耗的一些措施.
关键词:
COREX熔融气化炉
,
块煤
,
风口焦
,
裂化
,
热态性能
刘起航
,
吴铿
,
杜瑞岭
,
李小明
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160033
块煤的高温粉化是限制CCREX高效生产的主要因素之一，采用试验和理论结果分析了块煤在熔融气化炉内的高温粉化规律及关键控制因素。通过块煤的高温模拟成焦和热重试验，分析了块煤高温强度的演变与气化动力学规律，在建立传热与块煤性质、粉化行为关系的基础上，提出了抑制块煤高温粉化的方法。研究结果表明，在块煤平均温度达到700℃之前，总吸热比例已达到80%，而煤焦转化率仅增加了30%，此时高温强度小于30%，起始气化温度和气化活化能很低，属于快速粉化阶段。后期吸热量每增加10%，转化率可增加20.4%，其反应性及裂变强度分别降低8.36%和增加7.75%，气化活化能大于230 kJ/mol，属于慢速粉化阶段。因此，前期传热是COREX炉内块煤粉化的限制性因素。
关键词:
块煤
,
粉化
,
成焦速率
,
活化能
员晓
,
吴铿
,
朱利
,
刘起航
,
杜瑞岭
,
折媛
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150106
为了深入了解COREX块煤在高温下的裂解机理,对所用块煤进行了不同温度下的高温干馏试验,确定不同温度下块煤焦油析出规律,之后分别采用混合模型法和分段法研究其干馏过程反应动力学,计算了相应的活化能和其他动力学参数.结果表明:混合模型法拟合得到3个阶段反应级数n分别为0.5、0.8、1.0,且活化能随着温度升高而增加,但由于该方法放弃反应模型物理意义,得到的只是表观活化能.分段法则根据煤干馏不同过程,确定了反应过程的机理分别为非等温收缩核、一级热解反应和分子扩散的反Jander模型,3个反应阶段的活化能分别为27.82、63.41、84.04 kJ/mol,间接地反映出块煤的裂解动力学特性,同时可为COREX熔融气化炉的数值模拟提供动力学参数.
关键词:
反应过程动力学
,
混合模型法
,
分段尝试法
,
块煤干馏
刘起航
,
折媛
,
张亚楠
,
吴铿
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160231
通过对COREX所用2种块煤在不同条件下所成半焦的显微结构、热态强度进行观察,分析了影响块煤成焦质量的内在因素.比较2种块煤所成半焦的组成结构及性能差异后,发现兴隆庄煤成焦结构要优于大同煤,但兴隆庄原煤组织反应性较高,故在前期其煤成焦强度低于大同煤,直至成焦结构较多时,才高于大同煤.通过对COREX风口焦及实验室自制半焦的微观形貌和性能进行对比,确定了风口焦的来源,风口前兴隆庄煤形成焦炭的表面呈现出较浅的孔洞,其热态强度明显高于大同煤形成的焦炭.
关键词:
COREX用煤
,
矿物分析
,
电镜分析
,
反应后强度
,
风口焦
刘起航
,
张亚楠
,
折媛
,
吴铿
中国冶金
doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160185
为了研究块煤在熔融气化炉内高温结构演变和降解机制,采用扫描电镜和光学显微镜观察了COREX熔融气化炉风口焦和实验室自制半焦的形貌和显微结构,并结合不同试样的高温反应特性,确定了不同风口焦试样的来源.结果表明,风口焦中兴隆庄块煤形成试样含有较多的中粒和粗粒镶嵌结构,表面呈孔状结构;大同块煤形成试样中类丝炭较多,表面呈层状结构.根据结果提出应考虑灰分对煤焦高温强度的影响,在测量风口焦试样的反应性及反应后强度时应考虑灰分含量进行折算,并确定了以灰分的基准含量为13%进行折算为最佳条件.
关键词:
块煤
,
熔融气化炉
,
风口焦
,
半焦
,
灰分
