学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

含锌电炉粉尘处理及工艺参数优化

作　者: 杨辉
导　师: 伍成波
学　校: 重庆大学
专　业: 钢铁冶金
关键词: 电炉粉尘配碳球团造球还原焙烧
分类号: TF741
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 256次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

含锌电炉粉尘的成球是配碳球团直接还原技术处理该粉尘的前提,因此首先对试验所用的含锌电炉粉尘的粒度组成和成球性能进行了研究。结果表明:试验所用的含锌电炉粉尘粒度较细,均小于5μm,对成球非常有利,在不加任何粘结剂的条件下生产的球团亦能满足试验要求。在造球实验中还讨论了C/O、成球时间等参数对球团落下强度、抗压强度等性能的影响。为了考察配碳球团处理含锌电炉粉尘技术的可行性,对配碳球团的直接还原技术处理电炉粉尘进行了研究,并完成了半工业扩大性试验,优化了其参数,得到了还原焙烧法的合理工艺条件:碳的过量系数为1.2,还原温度为1150℃,料层厚度为30mm,加热时间为70min。还原后的球团为半金属化球团,其TFe含量50%左右,最高可达54.7%;金属化率60%～70%,最高可达88%;通过差热分析和化学分析方法,确定了收集粉尘中ZnO的含量,表明收集粉尘含ZnO在90%以上,达到了国标规定的等级氧化锌的标准。球团中锌的还原挥发率达90%以上,而球团内残锌含量已达到低于2%的试验要求,完全可以作为高炉炼铁的配料,实现冶金能源的二次利用,说明用配碳球团的直接还原技术处理含锌电炉粉尘是成功的。研究结果为该技术在工业生产中的应用奠定了基础,也为国内外钢铁行业找到了一种能有效回收有价金属资源且具有环境保护意义的处理含锌电炉粉尘的方法。为了考察装料容器对球团料层温度分布的影响和在非随炉加热过程中,热的炉底对料层传热的影响,运用FLUENT6.1.22商用软件分别计算了长方体装料容器和圆柱体装料容器的温度分布,找出了各种球团料层的温度分布的低温区域,为下一步提高料层升温速度和提高处理含锌电炉粉尘的效率提供了依据,模拟结果显示,对于料层高度为30mm的球团料,在放入加热炉内大概20分钟左右,高温炉底由供热炉底开始转化为吸热炉底。最后,通过对炉型优缺点的对比,确定采用转底炉处理含锌电炉粉尘,并对整个工艺的经济效益进行了分析,表明在现行ZnO价位下,用转底炉来处理含锌电炉粉尘,可以实现电炉粉尘的综合利用,不仅有较好的环保效益,而且还有较好的经济效益。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-9
1 绪论  9-13
  1.1 引言  9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 火法处理技术  10
    1.2.2 湿法处理技术  10-11
    1.2.3 火法与湿法联合处理技术  11
    1.2.4 固化或玻化处理技术  11
  1.3 研究的内容  11-13
2 造球试验研究  13-26
  2.1 电炉粉尘的成分及粒度组成  13-14
    2.1.1 电炉粉尘的成分  13
    2.1.2 电炉粉尘的粒度组成  13-14
  2.2 生球成型的机理  14-16
    2.2.1 形成母球  15
    2.2.2 母球长大  15-16
    2.2.3 长大的母球进一步紧密  16
  2.3 造球试验  16-25
    2.3.1 试验内容  16
    2.3.2 试验设备  16-17
    2.3.3 试验结果  17-19
    2.3.4 不加粘结剂的造球试验  19-25
  2.4 本章小节  25-26
3 半工业性扩大试验  26-56
  3.1 配碳球团还原焙烧法处理电炉粉尘的基础  26-28
    3.1.1 锌、铁及其氧化物的物理化学性质  26-27
    3.1.2 电炉粉尘热力学分析  27-28
    3.1.3 电炉粉尘的物相组成  28
  3.2 试验装置及方法  28-30
  3.3 试验结果及分析  30-47
    3.3.1 N_1 试验结果及分析  30-32
    3.3.2 N_2 试验结果及分析  32-33
    3.3.3 N_3 试验结果及分析  33-35
    3.3.4 N_4 试验结果及分析  35-36
    3.3.5 N_5 试验结果及分析  36-37
    3.3.6 N_6 试验结果及分析  37-39
    3.3.7 N_7 试验结果及分析  39-40
    3.3.8 N_8 试验结果及分析  40-42
    3.3.9 N_9 试验结果及分析  42-43
    3.3.10 N_(10) 试验结果及分析  43-44
    3.3.11 N_(11) 试验结果及分析  44-46
    3.3.12 N_(12) 试验结果及分析  46-47
  3.4 Zn 和Fe 的价值  47-48
    3.4.1 电炉粉尘中Zn 的价值  47-48
    3.4.2 电炉粉尘中Fe 的价值  48
  3.5 收集到的粉尘的成分分析  48-54
    3.5.1 C/O=1.2 的球团所对应收集粉的差热分析  49-52
    3.5.2 C/O＝1.4 的球团所对应收集粉的差热分析  52-54
  3.6 收集粉尘成分的确定  54
  3.7 小结  54-56
4 配碳球团料层的传热计算  56-72
  4.1 球团孔隙率的测定  56-58
  4.2 球团料层传热的数学模型描述  58-63
    4.2.1 物理模型及简化假设  58-59
    4.2.2 基本方程  59-60
    4.2.3 边界条件  60-63
  4.3 模型求解及计算工况  63-64
    4.3.1 模型求解  63
    4.3.2 计算工况  63-64
  4.4 长方体的装料容器的计算结果与分析  64-67
    4.4.1 随炉加热的计算结果与分析  64-66
    4.4.2 非随炉加热的计算结果与分析  66-67
  4.5 圆柱形容器的计算结果与分析  67-70
    4.5.1 圆柱高度对温度场的影响  67-69
    4.5.2 圆柱直径对温度场的影响  69-70
  4.6 热炉底对料层传热的影响  70-71
  4.7 本章小节  71-72
5 含锌电炉粉尘综合利用工业方案  72-79
  5.1 转底炉的优缺点  72
  5.2 台车连续炉的优缺点  72-73
  5.3 转底炉生产工艺  73-74
  5.4 转底炉工艺的消耗估算  74-77
    5.4.1 燃料消耗  74-77
    5.4.2 其他消耗  77
  5.5 转底炉工艺的经济分析  77-78
  5.6 本章小节  78-79
6 结论  79-80
致谢  80-81
参考文献  81-85
附录：攻读硕士学位期间发表的论文目录  85

含锌电炉粉尘处理及工艺参数优化

内容摘要

全文目录

相似论文