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喷吹富氢气体高炉炼铁特点及存在问题的探讨

文摘 2024-10-28 02:39 英国

随着钢铁行业对低碳冶炼需求的提升，高炉喷吹富氢气体技术逐渐受到重视。该技术以氢替代部分碳素还原剂，不仅能够促进矿石还原，还能显著降低CO₂排放，为钢铁行业实现“碳中和”目标提供了新的技术途径。

现有研究主要关注富氢气体的高还原效能，但喷吹富氢气体会导致高炉下部热量不足、温度分布不均、煤粉燃烧效率降低等问题，影响了高炉的冶炼稳定性和燃料利用效率。同时，焦炭气化率在富氢环境下显著升高，导致下部热量不足的问题尤为突出。

最近，华北理工大学的张淑会教授及其团队通过热力学分析和工业数据分析系统探讨了喷吹富氢气体对高炉冶炼特性和关键问题的影响。研究表明，富氢喷吹虽然有效提升了矿石的还原速率、降低了初渣FeO含量，并改善了透气性，但下部热量不足、铁矿粉化等问题仍是该技术推广的主要障碍。张淑会教授所属单位为华北理工大学。

相关研究成果以“喷吹富氢气体高炉冶炼特点及存在问题的探讨”为题目发表于《钢铁》期刊2024年第59卷第1期。论文作者为：张淑会, 武校章, 刘然, 兰臣臣, 么洪勇, 纪恒。

该论文的主要研究结果与结论如下：

富氢气体喷吹加快了矿石的还原过程，显著降低初渣中FeO含量，渣量减少且透气性得到改善。
富氢喷吹使软熔带压差降低，温度降低的同时气流向中心发展，提高了透气性。
高炉下部热量不足，块状带焦炭的气化反应加剧，导致煤粉燃烧率降低。
富氢喷吹技术能够有效减少CO₂排放，但需要优化风温和富氧率来补偿热量不足的问题。
建议进一步研究高炉富氢环境下焦炭性能与矿石粉化特性的匹配，探索适合的高炉操作参数。

论文中的主要图片和表格如下：

图3. 天然气喷吹量对炉腹煤气流量和理论燃烧温度的影响

图5. 不同燃料下高炉中的硅含量

图6. 各温度下焦炭的气化率示意

图8. 高炉喷吹天然气富氧下对高炉指标的影响

如果您需要论文原文，请在下方留言给我。

炼钢、炼铁、连铸、连轧——合称“钢铁连”。传播钢铁生产前沿技术，关注范围包括烧结球团、炼铁原料、高炉炼铁、非高炉炼铁、氢冶金、转炉炼钢、电炉炼钢、炉外精炼与铁水预处理、连续铸钢、近终形连铸、轧钢、低碳环保、钢铁材料、钢铁市场观察等。

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