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低温下氢气还原氧化铁的动力学研究

钢铁 2008年第7期43卷 7-11页

作者：庞建明郭培民赵沛曹朝真张殿伟钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室北京100081

用热重分析法研究了低温下不同粒度氧化铁的氢还原动力学,得出在同一温度下,铁矿粉粒度从107.5μm降到2.0μm后,由于粉体的表面积大幅度增加,提高了粉气接触面积,从而使得化学反应的速度提高了8倍左右,还原反应的表观活化能从78.3 kJ/mo... 详细信息

用热重分析法研究了低温下不同粒度氧化铁的氢还原动力学,得出在同一温度下,铁矿粉粒度从107.5μm降到2.0μm后,由于粉体的表面积大幅度增加,提高了粉气接触面积,从而使得化学反应的速度提高了8倍左右,还原反应的表观活化能从78.3 kJ/mol降低到36.9 kJ/mol;当反应速度相同时,粒度6.5μm的粉体的反应温度比107.5μm的降低了80℃左右。同时,通过理论推导和实验结果表明,当反应扩散层厚度相同时,铁矿粉粒度越小,反应扩散层厚度越薄,其还原率越高。

关键词：低温氧化铁还原动力学热重分析

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焦炉煤气自重整炉气成分与温度变化规律研究

钢铁 2009年第4期44卷 11-15页

作者：曹朝真郭培民赵沛庞建明钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室北京100081

通过CH4-H2-CO-H2O-CO2-O2煤气体系的热力学模拟计算,对焦炉煤气自重整技术进行了研究。结果表明：高温、高CH4含量以及低压有利于焦炉煤气自重整。在配氧量14%,反应温度850-900℃,体系压力为0.3MPa的条件下,对焦炉煤气进行自重整,则还... 详细信息

通过CH4-H2-CO-H2O-CO2-O2煤气体系的热力学模拟计算,对焦炉煤气自重整技术进行了研究。结果表明：高温、高CH4含量以及低压有利于焦炉煤气自重整。在配氧量14%,反应温度850-900℃,体系压力为0.3MPa的条件下,对焦炉煤气进行自重整,则还原气平衡态组分中的氢气的体积分数可由60.0%提高到71.5%,CO体积分数可由8.0%提高到23.1%;气体的还原势为97.2%,还原气体总量约增加33%。

关键词：焦炉煤气自重整直接还原铁

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煤基铁矿粉催化还原试验研究

钢铁研究学报 2010年第10期22卷 12-15页

作者：曹朝真郭培民赵沛庞建明钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室北京100081

通过煤粉还原铁矿粉试验,研究了反应罐工艺模式下催化剂对煤基铁矿还原反应的催化规律。试验结果表明:通过配加催化剂的方式可以显著加快铁矿还原反应速度,其中向煤粉中加入催化剂的催化效果要好于加入矿中;增加催化剂配加量、降低反应... 详细信息

通过煤粉还原铁矿粉试验,研究了反应罐工艺模式下催化剂对煤基铁矿还原反应的催化规律。试验结果表明:通过配加催化剂的方式可以显著加快铁矿还原反应速度,其中向煤粉中加入催化剂的催化效果要好于加入矿中;增加催化剂配加量、降低反应温度和减小煤粉粒度均有利于改善催化剂的催化效果,适宜的催化剂配加量应小于5%,考虑到布料操作和反应效率的影响,煤粉粒度和添加催化剂后的反应温度应控制在0.074～0.15mm和1050～1100℃;此外,煤种对催化剂的催化效果也有较大影响,煤粉的固定碳含量越高越有利于催化剂发挥显著的作用。

关键词：煤基直接还原催化剂氧化铁

HIsmelt工艺的内衬寿命与煤气利用问题探析

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炼铁 2018年第3期37卷 59-62页

作者：孟玉杰曹朝真梅丛华毛庆武北京首钢国际工程技术有限公司

结合我国首座HIsmelt熔融还原炼铁工艺工业化生产实践,重点对HIsmelt熔融还原炉的内衬寿命与煤气利用问题进行了探讨。针对熔融还原炉工作环境,分析了内衬损坏的情况,阐明了内衬材质选择的要点,提出了延长内衬寿命的措施。针对熔融还原... 详细信息

结合我国首座HIsmelt熔融还原炼铁工艺工业化生产实践,重点对HIsmelt熔融还原炉的内衬寿命与煤气利用问题进行了探讨。针对熔融还原炉工作环境,分析了内衬损坏的情况,阐明了内衬材质选择的要点,提出了延长内衬寿命的措施。针对熔融还原炉煤气利用效率低的问题,阐述了中国HIsmelt新工厂对原有工艺改进,提出了最大化利用煤气能量的措施。

关键词： HIsmeh 熔融还原 SRV 内衬寿命煤气利用

我国首座HIsmelt工业装置的设计优化与技术进展

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炼铁 2016年第5期35卷 59-62页

作者：曹朝真张福明毛庆武李欣北京首钢国际工程技术有限公司

简要阐述了澳大利亚Kwinana厂HIsmelt工业装置3年多的生产实践,指出了生产过程中暴露出的一系列问题,认为HIsmelt工艺技术是可行的,但需要系统优化。结合我国首座HIsmelt工业装置的设计和建设实践,从炉缸耐材、矿粉预热、煤气净化、矿... 详细信息

简要阐述了澳大利亚Kwinana厂HIsmelt工业装置3年多的生产实践,指出了生产过程中暴露出的一系列问题,认为HIsmelt工艺技术是可行的,但需要系统优化。结合我国首座HIsmelt工业装置的设计和建设实践,从炉缸耐材、矿粉预热、煤气净化、矿煤喷吹等方面,提出了HIsmelt工艺优化的主要技术路径。从SRV大型化、全氧冶炼、钒钛矿冶炼等方面,简要阐述了HIsmelt技术的最新进展。

关键词： Hlsmelt工艺熔融还原炉(SRV) 设计优化

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高温熔态氢冶金技术研究

钢铁钒钛 2009年第1期30卷 1-6页

作者：曹朝真郭培民赵沛庞建明钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室北京100081

通过热力学计算,对不同模式下用氢气取代碳以减轻熔炼炉下部热负荷的可行性进行了研究。计算结果表明:对于现有的铁浴法熔融还原工艺,向铁浴炉下部喷吹氢气,不能降低还原区的热负荷;如果改变现有流程,通过减少喷煤量和增加氢气喷吹量,使... 详细信息

通过热力学计算,对不同模式下用氢气取代碳以减轻熔炼炉下部热负荷的可行性进行了研究。计算结果表明:对于现有的铁浴法熔融还原工艺,向铁浴炉下部喷吹氢气,不能降低还原区的热负荷;如果改变现有流程,通过减少喷煤量和增加氢气喷吹量,使C:O小于1:1能够达到减轻铁浴炉下部还原所需热负荷的目的;全氢熔态还原可以实现绿色冶金,但有待进一步开发。

关键词：氢冶金熔融还原炼铁

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国内外低碳绿色炼铁技术的发展

炼铁 2021年第5期40卷 1-8页

作者：张福明程相锋银光宇曹朝真首钢国际工程公司战略技术部北京市100043 首钢集团有限公司北京市100043

概述了国内外氢冶金和低碳炼铁技术的发展现状,对主要关键工艺技术进行了比对研究和分析评价。结合我国炼铁工业的资源和能源条件,对低碳冶金、氢冶金和碳-氢耦合冶金技术进行了探讨,提出了焦化+烧结+球团+高炉长流程实现低碳冶金和碳-... 详细信息

概述了国内外氢冶金和低碳炼铁技术的发展现状,对主要关键工艺技术进行了比对研究和分析评价。结合我国炼铁工业的资源和能源条件,对低碳冶金、氢冶金和碳-氢耦合冶金技术进行了探讨,提出了焦化+烧结+球团+高炉长流程实现低碳冶金和碳-氢耦合冶金的技术路线。针对全氧高炉、氢基竖炉直接还原铁和熔融还原炼铁技术的发展提出了建议,研究分析了其工艺过程的关键技术。

关键词：低碳炼铁高炉非高炉氢冶金碳减排

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熔融还原炼铁技术分析

钢铁钒钛 2009年第3期30卷 1-9页

作者：郭培民赵沛庞建明曹朝真钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室北京100081

分析了主要的熔融还原炼铁流程。COREX采用预还原竖炉+熔融气化炉的纯氧炼铁流程,已经工业化,但吨铁焦炭量维持在250 kg左右的水平,吨铁燃料比达到1000 kg。FINEX采用多级流化床+热压块+熔融气化炉+煤气脱除CO2循环使用的纯氧炼铁流程,... 详细信息

分析了主要的熔融还原炼铁流程。COREX采用预还原竖炉+熔融气化炉的纯氧炼铁流程,已经工业化,但吨铁焦炭量维持在250 kg左右的水平,吨铁燃料比达到1000 kg。FINEX采用多级流化床+热压块+熔融气化炉+煤气脱除CO2循环使用的纯氧炼铁流程,可直接处理粉矿,吨铁燃料比为800 kg左右,吨铁焦炭使用量在200kg左右,不过FINEX工艺复杂,效率低,仍在进行工业化试验。HISMELT试图采用一步法直接熔融还原粉矿,难度大,指标与预期相差较大,尚处在技术攻关阶段。可见,目前的熔融还原炼铁流程,离低能耗、低污染的炼铁目标相差甚远,最大的问题是预还原矿粉(球团)的低温还原性能差,提高铁矿的低温反应性能是熔融还原炼铁走向成功、高效、环保的关键所在。

关键词：炼铁熔融还原绿色冶金 COREX FINEX HISMELT

采用焦炉煤气生产直接还原铁关键技术的分析与研究

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工程与技术 2012年第1期 60-65页

作者：曹朝真张福明毛庆武徐辉北京首钢国际工程技术有限公司炼铁设计室北京100043

对焦炉煤气和天然气生产直接还原铁方案进行对比，并对焦炉煤气利用过程中的甲烷自重整、BTX裂解、DRI热态输送等技术进行分析。如何对焦炉煤气进行精制是焦炉煤气利用的技术关键，具有发展前景的焦炉煤气处理工艺应该能够合理有效地利... 详细信息

对焦炉煤气和天然气生产直接还原铁方案进行对比，并对焦炉煤气利用过程中的甲烷自重整、BTX裂解、DRI热态输送等技术进行分析。如何对焦炉煤气进行精制是焦炉煤气利用的技术关键，具有发展前景的焦炉煤气处理工艺应该能够合理有效地利用二次热源，同时应具有最低的动力费用消耗，在此基础上提出几种可行的焦炉煤气净化方案。

关键词：焦炉煤气自重整 BTX DRI