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铁浴条件下电炉粉尘球团的熔融与分离行为

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 347-360页

作者：杨超佘雪峰王如意王静松薛庆国北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 宝山钢铁股份有限公司技术中心上海201900

为了提高对含锌电弧炉粉尘(EAFD)的利用效率,实验研究EAFD球团在铁浴条件下的还原熔化行为。定义铁液滴球形度作为判断其凝聚的标准,然后探讨铁液滴直径和球形度之间随时间变化的关系。根据实验最终建立EAFD颗粒的熔化和分离行为。结果... 详细信息

为了提高对含锌电弧炉粉尘(EAFD)的利用效率,实验研究EAFD球团在铁浴条件下的还原熔化行为。定义铁液滴球形度作为判断其凝聚的标准,然后探讨铁液滴直径和球形度之间随时间变化的关系。根据实验最终建立EAFD颗粒的熔化和分离行为。结果表明,在铁浴条件下,EAFD球团的Zn去除率在5.0 min时达到99%以上,但在15.0 min时金属渣分离还没有完成。由于成分的波动,在EAFD球团中形成几个区域的液态渣,然后液态渣不断增加,直到球团完全熔化。球形度>65%、直径>500μm的Fe液滴的数量随着时间的推移而减少,大直径的Fe液滴先完成分离。渣铁分离过程如下:在布朗运动下Fe液滴在渣中形成,之后Fe液滴直径在马兰戈尼效应下增加,Fe液滴在渣中下降速度符合斯托克斯定律。

关键词：电炉粉尘铁浴球团融化渣铁分离

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城市碳氢固废粒化预处理产物的高炉喷吹特性

烧结球团 2024年

作者：刘思贤王广乔宇峰聂志睿王静松薛庆国北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室

为缓解城市生活垃圾带来的环境污染问题，本文以废弃的食品袋、手提袋、垃圾袋、快递袋、纸屑、秸秆和土壤为原料，按照相应比例进行混合配制，将所得的城市碳氢固废进行粒化预处理并用于高炉喷吹，研究粒化产物的成分、着火点、爆炸性... 详细信息

为缓解城市生活垃圾带来的环境污染问题，本文以废弃的食品袋、手提袋、垃圾袋、快递袋、纸屑、秸秆和土壤为原料，按照相应比例进行混合配制，将所得的城市碳氢固废进行粒化预处理并用于高炉喷吹，研究粒化产物的成分、着火点、爆炸性、燃烧性、气化性等高炉喷吹特性。结果表明：城市碳氢固废粒化产物的挥发分、固定碳、灰分质量分数分别为61.56%、19.02%、19.42%，且其热值较高，为25 497.3 kJ/kg；粒化产物的着火点为241 ℃，与无烟煤混合后着火点升高；粒化产物有强爆炸性，与无烟煤混合后爆炸性减弱。该粒化产物和无烟煤混合后，其燃烧性能和反应性能显著改善。该粒化产物的添加比为40%，既能保证高炉的安全喷吹，又能对无烟煤的燃烧起促进作用，且生产1 t生铁最多可降低190.4 kg碳排放。研究结果表明，城市碳氢固废可以作为高炉喷吹的优质燃料，同时可在一定程度上降低高炉工序的碳排放。

关键词：城市碳氢固废粒化预处理高炉喷吹热值燃烧性能

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喷吹城市生活垃圾对高炉冶炼过程的影响

钢铁 2024年第8期59卷 19-26页

作者：刘思贤王广乔宇峰王静松薛庆国北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083

中国城市生活垃圾产生量大,其蕴含的能量也十分可观,且城市生活垃圾中的其他垃圾主要成分为碳氢物质,热值较高,可用于钢铁行业部分工序使用,既能实现城市生活垃圾中碳氢组分的资源化利用,又能降低自身化石燃料消耗及对应的碳排放。基于... 详细信息

中国城市生活垃圾产生量大,其蕴含的能量也十分可观,且城市生活垃圾中的其他垃圾主要成分为碳氢物质,热值较高,可用于钢铁行业部分工序使用,既能实现城市生活垃圾中碳氢组分的资源化利用,又能降低自身化石燃料消耗及对应的碳排放。基于物料平衡和热平衡计算,在高炉喷吹城市生活垃圾后对煤比、理论燃烧温度、煤气性质及高炉碳排放的影响进行分析讨论。研究结果表明,城市生活垃圾的分解热为1731.69 k J/kg,高于煤粉分解热;固定理论燃烧温度为2121℃时,城市生活垃圾代替煤粉喷吹的最大喷吹量为73 kg,固定鼓风氧体积分数为22%时,城市生活垃圾代替煤粉喷吹的最大喷吹量为83 kg;炉腹煤气量随城市生活垃圾喷吹量的增大而减小;炉腹煤气中H_(2)占比随城市生活垃圾喷吹量的增大而增大;40%城市生活垃圾粒化产物1∶1代替煤粉进行喷吹时,生产1 t生铁最多可降低碳排放169 kg。基于物质平衡和热平衡计算,城市生活垃圾代替煤粉进行高炉喷吹的最大值为83 kg,与国外高炉喷吹废塑料的喷吹量接近。喷吹城市生活垃圾后高炉理论燃烧温度保持在中国经验值范围内,炉腹煤气中还原气体占比增大、炉腹煤气指数降低、高炉利用系数提高、碳排放降低。研究结果可为高炉炼铁过程协同处置城市生活垃圾减污降碳技术的开发提供理论基础。

关键词：城市生活垃圾高炉喷吹煤比理论燃烧温度碳排放

让学校文化扎根于本土——江苏省扬州市邗江区黄珏学校特色发展之路

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江苏教育 2024年第22期 16-18页

作者：施恩庆薛庆国江苏省扬州市邗江区黄珏学校江苏扬州225118

为适应农村学校办学规模不断缩小的现状,江苏省扬州市邗江区黄珏学校扎根乡土,在学校文化、课程建设、队伍建设、课堂建设等方面走出了一条富有学校特色的发展之路,为乡村振兴贡献农村教育应有的力量。

关键词：学校文化课程建设队伍建设课堂建设

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高炉富氢热储备区矿焦匹配关系模拟研究

炼铁 2024年第3期43卷 60-65页

作者：谢师威王德全余雪峰刘燕军邓勇薛庆国北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 德龙钢铁有限公司河北邢台054009 河北省热轧板带钢技术创新中心河北邢台054009 华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

通过建立高炉热储备区CO、H_(2)混合气体还原FeO矿球未反应核模型,探究煤气利用率与温度的关系,进而得到不同H_(2)含量时,矿球还原性与焦炭反应性的匹配关系。结果表明:①还原性气体全为CO时,对于单一种矿球来说,随着热储备区温度的降低... 详细信息

通过建立高炉热储备区CO、H_(2)混合气体还原FeO矿球未反应核模型,探究煤气利用率与温度的关系,进而得到不同H_(2)含量时,矿球还原性与焦炭反应性的匹配关系。结果表明:①还原性气体全为CO时,对于单一种矿球来说,随着热储备区温度的降低,煤气利用率受动力学和热力学共同作用,呈现升高后降低的趋势,有一个煤气利用率最大值;②富氢时,对同一种矿球来说,随着H_(2)含量的增加,在温度为950~1000℃时,煤气利用率整体升高,煤气利用率最大值对应的温度也升高;③矿球还原性越高,匹配的焦炭反应性越高,H_(2)含量增加1%,焦炭反应性指数需降低0.42%。

关键词：高炉富氢热储备区矿石还原性焦炭反应性

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铊在冶金过程中的迁移和富集

有色金属科学与工程 2024年第3期15卷 311-321,382页

作者：任可飘王静松李岩佘雪峰薛庆国左海滨王广北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 河北河钢材料技术研究院有限公司石家庄050023

铊是一种典型的稀有分散元素,其毒性远高于Hg、Cd、Cu、Pb、As等元素。虽然铊在地壳中含量很低,但是经过冶金过程富集后,冶金副产物中的铊含量远高于地壳丰度。世界上铊的主要生产来源为锌、铅、铜的烟道粉尘,有色冶金部分以锌、铅、铜... 详细信息

铊是一种典型的稀有分散元素,其毒性远高于Hg、Cd、Cu、Pb、As等元素。虽然铊在地壳中含量很低,但是经过冶金过程富集后,冶金副产物中的铊含量远高于地壳丰度。世界上铊的主要生产来源为锌、铅、铜的烟道粉尘,有色冶金部分以锌、铅、铜冶炼过程为例,黑色冶金就钢铁冶金各工序中铊元素含量、相关化学反应和富集走向进行综述。本文介绍铊在冶金过程的迁移行为和富集走向,为铊元素开路和固废资源化利用提供相关研究支撑,以实现绿色冶金的目标,并服务于国家生态文明战略。

关键词：铊元素冶金过程粉尘迁移行为富集走向

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燃料燃烧特性及其对烧结烟气CO排放的影响

烧结球团 2024年第3期49卷 97-105,113页

作者：钟庭梁王延江佘雪峰李晓海田祥正薛庆国北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083 德龙钢铁有限公司烧结厂河北邢台054009

本文采用热重分析试验开展焦粉和洗精末的燃烧特性分析,随后通过烧结杯试验探究不同燃料结构和粒度分布下燃料的燃烧行为对烧结烟气中CO排放的影响,从烧结CO生成机理分析出发,深入解析了固体燃料在热解和燃烧过程中固体碳的反应机制,阐... 详细信息

本文采用热重分析试验开展焦粉和洗精末的燃烧特性分析,随后通过烧结杯试验探究不同燃料结构和粒度分布下燃料的燃烧行为对烧结烟气中CO排放的影响,从烧结CO生成机理分析出发,深入解析了固体燃料在热解和燃烧过程中固体碳的反应机制,阐述了烧结燃料结构与粒度分布变化导致料层内部温度及氧势变化对燃料燃烧产生CO的不同影响。结果表明,随着洗精末比例的逐渐提高,烟气中CO体积分数逐渐上升,尤其在洗精末配比超过50%后,CO体积分数由2.12%显著上升到2.60%,燃料粒级分布改善后烟气中的CO体积分数有较明显的下降,降幅约为39.5%。因此,适当的增加烧结燃料中洗精末的配比再配合燃料粒度的提高可以有效降低烧结烟气中CO的排放。

关键词：固体燃料燃烧特性烧结烟气 CO 热重分析焦粉洗精末

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模拟高炉升温制度下球团矿富氢还原机制研究

冶金能源 2024年第3期43卷 22-26页

作者：谢书培吕斌斌王广王静松左海滨薛庆国北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室

文章研究了模拟高炉升温制度下,球团矿在不同还原气体成分(H_(2)含量0%、10%、20%、30%、40%)下的还原行为,并利用未反应核模型,分析了球团矿富氢还原的动力学以及反应过程中球团的宏观结构变化。结果表明:随着还原气体中H_(2)含量的增... 详细信息

文章研究了模拟高炉升温制度下,球团矿在不同还原气体成分(H_(2)含量0%、10%、20%、30%、40%)下的还原行为,并利用未反应核模型,分析了球团矿富氢还原的动力学以及反应过程中球团的宏观结构变化。结果表明:随着还原气体中H_(2)含量的增加,球团矿终点还原度从52.45%提高到84.09%,并且在全氢条件下还原开始温度比全CO时提高了63℃。此外动力学分析发现,该反应首先受到化学反应的控制,然后逐渐受到化学反应和内部扩散的混合控制。对球团矿控制步骤转变处的结构分析发现,其穿透率随H_(2)含量增加从2.3%增高到42.3%。研究可为高炉富氢还原过程的机理解析和工艺参数的优化控制提供一定程度的参考。

关键词：球团矿氢气还原行为动力学穿透率

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