气基竖炉直接还原技术的发展现状与展望 被引量：33

1

作者 张福明 曹朝真 徐辉 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期1-10,共10页

阐述了气基竖炉直接还原工艺的技术特点和发展现状，分析了在中国资源和能源条件下气基竖炉直接还原技术发展所面临的主要问题。基于气基竖炉直接还原工艺的特点，对该工艺的原料、还原气等进行了分析研究。指出非常规天然气资源的有效... 阐述了气基竖炉直接还原工艺的技术特点和发展现状，分析了在中国资源和能源条件下气基竖炉直接还原技术发展所面临的主要问题。基于气基竖炉直接还原工艺的特点，对该工艺的原料、还原气等进行了分析研究。指出非常规天然气资源的有效开采和加压煤制气工艺投资、运行成本的显著降低，将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力，同时利用钢铁企业过剩的煤气资源和中国局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁，是今后中国气基竖炉直接还原技术发展的重要方向。参照唐山地区的原料和能源价格，对年产量为80万t／a的直接还原铁装置的生产成本和技术经济可行性进行了分析，分析结果表明：原燃料价格波动对DRI成本影响显著，其中还原气成本约占DRI生产成本的10％～25％；若按DRI替代转炉废钢计算效益，要求天然气价格低于1．8元／m3。 展开更多

关键词 炼铁 直接还原 竖炉 球团 煤制气

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氢气还原氧化铁动力学的非等温热重方法研究 被引量：28

2

作者 庞建明 郭培民 +1 位作者 赵沛 曹朝真 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期11-14,19,共5页

用非等温热重分析法对氢气还原不同粒度细微氧化铁的动力学进行了研究。研究表明:铁矿粉粒度越小,起始反应温度越低,反应速度越快,反应达到平台期时所对应的还原率越高;平均粒度为3.5 mm的铁矿粉在400℃还原反应开始,700℃左右开始反应... 用非等温热重分析法对氢气还原不同粒度细微氧化铁的动力学进行了研究。研究表明:铁矿粉粒度越小,起始反应温度越低,反应速度越快,反应达到平台期时所对应的还原率越高;平均粒度为3.5 mm的铁矿粉在400℃还原反应开始,700℃左右开始反应加快,达到平台期时的还原率为77%,而平均粒度为2μm的铁矿粉在100℃已经开始反应,350℃反应加快,达到平台期时的还原率为98%,而且在600℃时还原率就达到了100%;铁矿粉粒度从3.5 mm降到2μm后,还原反应的表观活化能从73.3 kJ/mol降低到30.46 kJ/mol;同时通过分析氢气还原氧化铁的反应机理得出,内扩散和界面化学反应均对整个反应过程起限制作用。 展开更多

关键词 非等温方法 氧化铁 动力学 热重分析

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低温下氢气还原氧化铁的动力学研究 被引量：25

3

作者 庞建明 郭培民 +2 位作者 赵沛 曹朝真 张殿伟 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期7-11,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 低温 氧化铁 还原动力学 热重分析

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膨润土理化性能对球团性能影响的研究 被引量：21

4

作者 张玉柱 边妙莲 +3 位作者 刘鹏君 曹朝真 李振国 尹海生 《烧结球团》 北大核心 2006年第2期21-24,共4页

根据国内的质量标准和检测方法测定了六种膨润土的理化性能,并将其与冀东铁精矿混合造球,进行球团焙烧试验。通过对试验数据进行回归处理,找到了膨润土理化性能与球团性能之间的关系。

关键词 膨润土 理化性能 球团

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膨润土综合利用 被引量：16

5

作者 张玉柱 刘鹏君 +3 位作者 曹朝真 李振国 尹海生 边妙莲 《河北理工学院学报》 2006年第3期13-17,共5页

膨润土作为一种非金属矿物原料,广泛地应用于工业、农业等各个领域。近年来对膨润土的不断研究和开发,进一步拓宽了其应用领域。对膨润土的优良特性及其应用作一系统概述。

关键词 膨润土 特性 应用

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国内外低碳绿色炼铁技术的发展 被引量：19

6

作者 张福明 程相锋 +1 位作者 银光宇 曹朝真 《炼铁》 CAS 北大核心 2021年第5期1-8,共8页

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-... 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。 展开更多

关键词 低碳炼铁 高炉 非高炉 氢冶金 碳减排

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球团用钙基膨润土钠化改性试验研究 被引量：14

7

作者 刘鹏君 张玉柱 +2 位作者 曹朝真 李振国 尹海生 《矿产综合利用》 CAS 2006年第4期3-7,共5页

探讨了膨润土钠化改性的机理,系统地研究了钙基膨润土的几种钠化改性方法,重点讨论了温度、反应时间、钠化剂用量对悬浮液法钠化钙基膨润土的影响,并用改性前后的膨润土进行对比造球实验,找到了适宜的提高球团质量的钠化方法。

关键词 钙基膨润土 钠化改性 造球

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熔融还原炼铁技术分析 被引量：16

8

作者 郭培民 赵沛 +1 位作者 庞建明 曹朝真 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2009年第3期1-9,共9页

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,... 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。 展开更多

关键词 炼铁 熔融还原 绿色冶金 COREX FINEX HISMELT

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煤基铁矿粉催化还原试验研究 被引量：14

9

作者 曹朝真 郭培民 +1 位作者 赵沛 庞建明 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期12-15,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 煤基 直接还原 催化剂 氧化铁

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流化床低温氢冶金技术分析 被引量：12

10

作者 曹朝真 郭培民 +1 位作者 赵沛 庞建明 《钢铁钒钛》 CAS 2008年第4期1-6,共6页

通过热力学计算对流化床低温氢冶金技术进行了分析。传统流化床氢还原工艺气体消耗量大、设备利用率低。以生产1t金属铁为例,计算表明:矿粉预热时,对于全氢还原,当氢气温降为100 K时,氢气用量为6 394 m^3;当氢气温降为200 K时,氢气用量... 通过热力学计算对流化床低温氢冶金技术进行了分析。传统流化床氢还原工艺气体消耗量大、设备利用率低。以生产1t金属铁为例,计算表明:矿粉预热时,对于全氢还原,当氢气温降为100 K时,氢气用量为6 394 m^3;当氢气温降为200 K时,氢气用量为3 189 m^3;对于富氢(CO含量为30%)还原,还原气温降为100 K和200 K时,还原气用量分别为4 367 m^3和2 195 m^3。因此,富氢还原的一次气体消耗量要低于全氢还原,受资源条件的限制,在我国应优先发展富氢还原。为了降低气体用量,低温氢冶金工艺应采用多级流化床,同时对矿粉进行预热。低温快速氢冶金工艺利用新型流化床对细微矿粉进行直接还原,可以使还原速度和气体利用率显著提高。 展开更多

关键词 氢冶金 流化床 炼铁 低温

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氢气还原1～3mm铁矿粉的动力学研究 被引量：9

11

作者 郭培民 庞建明 +3 位作者 赵沛 曹朝真 赵定国 王多刚 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期19-23,共5页

在自制的kg级高温流化床中研究了氢气还原1～3 mm矿粉的动力学试验。随着时间的增加,气体利用率下降,表明还原前期反应速度快,后期反应慢;温度越高,气体利用率越高,但随着还原时间的增加,差距在逐步缩小;对于750℃,前20 min的气体利用率... 在自制的kg级高温流化床中研究了氢气还原1～3 mm矿粉的动力学试验。随着时间的增加,气体利用率下降,表明还原前期反应速度快,后期反应慢;温度越高,气体利用率越高,但随着还原时间的增加,差距在逐步缩小;对于750℃,前20 min的气体利用率为9%,金属化率达到84%,说明氢气还原矿粉反应是非常迅速的。随着气速的增加,金属化率在增加,并且几乎成线性关系,因此使用氢气作为还原剂,可以允许更高的气速,从而提高设备的生产效率。随着料高的增加,金属化率不断下降,然而气体利用率却在不断升高。使用氢气作为还原剂,可以将还原温度降低到700～750℃,避免流化床过程中的粘结难题;试验中氢气还原1～3 mm铁矿粉时的表观活化能为58.4kJ/mol。 展开更多

关键词 氢气 流化床 矿粉 还原动力学

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我国首座HIsmelt工业装置的设计优化与技术进展 被引量：10

12

作者 曹朝真 张福明 +1 位作者 毛庆武 李欣 《炼铁》 北大核心 2016年第5期59-62,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 Hlsmelt工艺 熔融还原炉(SRV) 设计优化

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HIsmelt工艺的内衬寿命与煤气利用问题探析 被引量：9

13

作者 孟玉杰 曹朝真 +1 位作者 梅丛华 毛庆武 《炼铁》 北大核心 2018年第3期59-62,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 HIsmeh 熔融还原 SRV 内衬寿命 煤气利用

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高温熔态氢冶金技术研究 被引量：8

14

作者 曹朝真 郭培民 +1 位作者 赵沛 庞建明 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2009年第1期1-6,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 氢冶金 熔融还原 炼铁

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首钢高炉喷煤技术发展与创新 被引量：8

15

作者 孟祥龙 张福明 曹朝真 《中国冶金》 CAS 2014年第3期21-26,共6页

首钢最早在20世纪60年代就在国内率先开始了高炉喷煤的工业尝试,在随后几十年时间里,先后经历了几个具有不同时期特点的发展阶段。进入21世纪后,伴随着高炉不断大型化的趋势,与大型高炉相配套的制粉喷煤系统相继在首钢的迁钢和京唐等地... 首钢最早在20世纪60年代就在国内率先开始了高炉喷煤的工业尝试,在随后几十年时间里,先后经历了几个具有不同时期特点的发展阶段。进入21世纪后,伴随着高炉不断大型化的趋势,与大型高炉相配套的制粉喷煤系统相继在首钢的迁钢和京唐等地获得应用。如今,整合了浓相长距离输送、风口均匀喷吹、全自动控制等技术的具有首钢特色的大型高炉喷煤系统已在首钢广泛应用。 展开更多

关键词 高炉 喷煤 首钢 发展

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气基竖炉用含钒钛海滨砂矿球团直接还原试验研究 被引量：5

16

作者 闫方兴 章启夫 +3 位作者 曹朝真 侯健 李乃尧 兰吉然 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2020年第4期7-11,共5页

为了探索含钒钛海滨砂矿用于气基竖炉还原的可行性,以该砂矿为原料造球,在1 250℃焙烧20 min制得氧化球团的抗压强度为2 099 N/个,还原性指数77.8%,低温还原粉化指数(+3.15 mm)92%,还原膨胀指数7.5%,还原粘结性指数10.4%。氧化球团950... 为了探索含钒钛海滨砂矿用于气基竖炉还原的可行性,以该砂矿为原料造球,在1 250℃焙烧20 min制得氧化球团的抗压强度为2 099 N/个,还原性指数77.8%,低温还原粉化指数(+3.15 mm)92%,还原膨胀指数7.5%,还原粘结性指数10.4%。氧化球团950℃还原180 min,H2/CO为1.5时球团还原率89.4%,H2/CO为6时球团还原率92%,100%H2时球团还原率96%。氧化球团各项性能指标良好,能够满足气基竖炉工艺的要求。 展开更多

关键词 含钒钛海砂矿 氧化球团 冶金性能 气基竖炉 还原率

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焦炉煤气自重整炉气成分与温度变化规律研究 被引量：4

17

作者 曹朝真 郭培民 +1 位作者 赵沛 庞建明 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期11-15,共5页

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... 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%。 展开更多

关键词 焦炉煤气 自重整 直接还原铁

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球团用膨润土高温焙烧活化改性试验 被引量：1

18

作者 张玉柱 曹朝真 +2 位作者 刘鹏君 李振国 尹海生 《河北理工学院学报》 2006年第2期11-13,22,共4页

探讨了膨润土焙烧活化改性的机理,找到了焙烧活化的最佳工艺参数,即焙烧温度为450℃,焙烧时间为2h。并用改性前后的膨润土进行了对比造球试验,试验结果表明球团的生球落下强度、抗压强度、爆裂温度均有所提高。

关键词 膨润土 改性 焙烧 活化 球团

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转底炉循环利用钢铁厂含锌尘泥技术分析

19

作者 曹朝真 毛庆武 +1 位作者 姚轼 张福明 《工程与技术》 2012年第2期9-15,21,共8页

钢铁生产过程中产生大量尘泥，对含锌尘泥进行资源化循环利用是新一代钢铁厂进行能源转换，实现低碳、低耗和可持续发展的必由之路。对国内外主要含锌尘泥处理工艺进行比较，分析转底炉工艺在处理钢铁厂尘泥过程中的技术优势，并结合我... 钢铁生产过程中产生大量尘泥，对含锌尘泥进行资源化循环利用是新一代钢铁厂进行能源转换，实现低碳、低耗和可持续发展的必由之路。对国内外主要含锌尘泥处理工艺进行比较，分析转底炉工艺在处理钢铁厂尘泥过程中的技术优势，并结合我国转底炉技术发展现状，指出影响转底炉工艺发展的主要技术难点，提出相应对策。 展开更多

关键词 转底炉 直接还原 含锌尘泥 低碳 循环利用

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全印度粉烧结可行性研究

20

作者 曹朝真 张玉柱 +2 位作者 李振国 尹海生 刘鹏君 《河南冶金》 2005年第6期10-11,42,共3页

对全印度粉烧结的可行性进行了研究。结果表明,随着印度粉配加量的增加,烧结矿的各项冶金性能均有所下降。但通过调整烧结工艺参数,可以在满足高炉冶炼的前提下,实现全印度粉烧结。

关键词 印度粉 烧结 RDI

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