喷吹富氢气体高炉冶炼特点及存在问题的探讨

作     者：张淑会 武校章 刘然 兰臣臣 么洪勇 纪恒 ZHANG Shuhui;WU Xiaozhang;LIU Ran;LAN Chenchen;YAO Hongyong;JI Heng

作者机构：华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 河钢材料技术研究院河北石家庄050023 

出 版 物：《钢铁》 (Iron and Steel)

年 卷 期：2024年第59卷第1期

页      面：1-11页

核心收录：

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：河北省重点研发计划资助项目(22374003D) 国家自然科学基金资助项目(52204344) 

主　　题：富氢气体喷吹 高炉冶炼 铁矿石还原 理论燃烧温度 焦炭 

摘      要：高炉炼铁工序能耗高、CO_(2)排放量大,是钢铁行业节能减排的重点。面对日益严重的能源危机和环境问题,实现高炉冶炼过程的碳减排已经成为人们的共识。在上述背景下,高炉喷吹富氢气体冶炼技术得到了冶金工作者的广泛关注,该技术的主旨在于以氢代碳、降低高炉内碳素还原剂的消耗,实现高炉CO_(2)的减排。基于富氢气体在风口前燃烧的热力学分析,系统讨论了喷吹富氢气体高炉的冶炼特点、存在的问题及解决措施,并对今后的研究工作进行了展望。结果认为,与传统高炉冶炼相比,喷吹富氢气体高炉的冶炼特点发生了显著变化,富氢气体可以促进铁矿石的还原,降低初渣中FeO含量,渣量降低且熔点升高,软熔带压差降低,透气性改善;喷吹富氢气体容易使高炉下部温度降低,气流向中心发展,促进块状带焦炭的气化反应,并影响高温区焦炭和渣铁的接触特征。喷吹富氢气体高炉在发挥氢还原优势的同时,容易出现下部热量不足、煤粉燃烧率降低、铁矿石粉化严重等问题。对于喷吹富氢气体高炉的冶炼过程,建议加强煤气富氢量、金属铁渗碳和焦炭性能三者间相互影响的机理研究,并探索合理的操作炉型,开发适用于喷吹富氢气体高炉冶炼的原燃料条件,同时加快富氢气体运输、储存和喷吹设备的研发,以促进喷吹富氢气体高炉冶炼技术的工业实施。