矿石特性对CaO Fe2O3系熔体渗透性的影响

在烧结过程中维持一定数量的熔体对烧结矿的产品率和强度非常重要。熔体通过粘结层快速展开而获得烧结矿固相粘结相的微观结构。实验研究了不同矿石特性对CaO·Fe2O3熔体渗透行为的影响。渗透性测试可用来观察最初熔体的扩展情况。实验主要通过矿石中二氧化硅、三氧化铝的质量分数,以及脱水后的矿石表面形态,来分析熔体在矿石间的渗透行为。实验结果表明,随矿石中二氧化硅、三氧化铝和结合水量的增加,CaO·Fe2O3熔体对矿石的渗透行为受到抑制。     

CaF2对铝酸钙预熔精炼渣系预熔特性和脱硫的影响

在实验室条件下，配制了以CaO Al2O3系为基添加少量氧化镁、二氧化硅构成的四元渣系。研究该渣系中添加不同比例氟化钙预熔后所得渣系的性质。结果表明，添加氟化钙后得到的预熔渣脱硫效果较同组不加氟化钙的差，故采用不添加氟化钙预熔后得到以12CaO·7Al2O3为主的铝酸钙预熔渣系。该渣系具有熔点低、光学碱度高、脱硫能力较强的特点，脱硫率达到80%。     

高炉使用高碱度烧结矿冶炼试验总结

1前言高碱度烧结矿具有良好的冶金性能，包括还原粉化率，中、高温还原性能，软烙滴落性能等。随着烧结矿碱度的提高，烧结矿的矿物结构发生了变化：强度好和还原性高的铁酸钙增加；强度差的玻璃质和还原性差的铁橄榄石减少。使其在质量上得以改善。高碱度烧结矿主要有Fe3O4、CaO．Fe2O3、2CaO·SiO2等矿物组成，其中2CaO·SiO2熔点很高（2131℃），在碱度大于1．8的烧结矿中，2CaO·SiO2增加，且因其均匀分布在CaO·Fe2O3的粘结相中使β－2CaO·SiO2比较稳定，不易转变成为γ－2CaO·SiO2。因而高碱度烧结矿具有软熔温度高、强…     

烧结过程中MgO在赤铁矿中的扩散行为的研究

烧结矿中MgO主要分布于铁相中与赤铁矿和富士体固溶形成镁质赤铁矿和镁质富士体,Mg2 在硅酸盐粘结相中的固溶量很低.试验采用白云石-Fe2O3扩散偶,并通过光学显微镜、电子探针等手段分析考察了白云石中MgO及CaO对赤铁矿的扩散行为及MgO的扩散速度.试验结果表明:CaO在Fe2O3中的扩散形成CaO·Fe2O3和CaO·2Fe2O3等低熔点物质促进了白云石与Fe2O3间扩散,CaO扩散量大于MgO的扩散量,并求得MgO在Fe2O3中的扩散速度为17.2 μm/min.     

铁酸盐粘结相熔化速率及对烧结强度的影响

 考察了添加SiO2和Al2O3对铁酸钙（铁酸一钙CaO·Fe2O3和二铁酸钙CaO·2Fe2O3）熔化速率的影响。同时考察了铁酸盐添加SiO2和Al2O3对以其为粘结相的烧结试样强度的影响。试验结果表明：铁酸一钙中添加SiO2和Al2O3促进了熔体的形成;而二铁酸钙添加SiO2和Al2O3则抑制了其熔体的形成。在CF中添加SiO2和Al2O3对烧结试样强度的影响中,当添加w(SiO2)=2%和w(Al2O3)=4%时获得相对较大的烧结强度;而在CF2中添加SiO2和Al2O3则对烧结试样强度有不利影响。     

含钙钡合金脱氧和非金属夹杂物控制技术研究

采用MoSi2电阻炉在1〖KG-*9〗873 K下开展了含钙钡合金脱氧和非金属夹杂物控制技术研究。结果表明，各组实验终点钢中夹杂物平均长度均小于8 μm，并都有纯三氧化二铝夹杂物存在。采用含钙钡合金的复合脱氧工艺，终点钢中未发现含钡夹杂物，有较多以CaO Al2O3为主要成分的复合夹杂物，w（T.O）＞50×10-6。用AlMnCa脱氧，终点钢样w（T.O）＝37×10-6，含氧化钙夹杂物较少，大于20 μm的夹杂物数量占总夹杂物数量的1.2%。     

Al2O3质量分数对高碱度烧结矿软熔滴落性能影响

 对Al2O3质量分数不同的高碱度烧结矿进行了荷重软化熔滴试验,并通过对不同温度下烧结矿微观结构和矿物组成的分析,进行了Al2O3质量分数对烧结矿软熔滴落性能影响机制的探讨。试验结果表明：Al2O3质量分数增加促进了还原过程中钙铝黄长石(2CaO·Al2O3·SiO2)和浮士体共晶相(2CaO·SiO2-2CaO·Al2O3·SiO2-FeO)等低熔点富铝相的生成,导致高Al2O3烧结矿在较低温度下出现开气孔孔隙封闭,从而降低了压差陡升温度。在熔融滴落阶段,高Al2O3烧结矿中渣相的Al2O3质量分数较高。存在于金属铁颗粒之间渣相的液相线和黏度随Al2O3质量分数增加而提高,在一定程度上降低金属铁颗粒的聚合,使得烧结矿的滴落温度提高。同时,高Al2O3烧结矿具有较宽的熔滴区间,使得熔融滴落区间的透气性较差。     

烧结矿粘结相流动性的研究

以高碱度烧结矿中的铁酸钙粘结相为研究对象，考察了粘结相的流动性和液相生成能力；实验研究了不同nCaO：nFe2O3以及不同氧化镁、二氧化硅和三氧化二铝的铁酸钙粘结相的流动特性和熔化时间。定义粘结相的流动性指数描述铁酸盐粘结相的流动性，用熔化时间来表示粘结相的液相生成能力。结果表明，nCaO：nFe2O3 =1：1时，粘结相的流动性和液相生成能力最好；添加氧化镁使粘结相的流动性和液相生成能力变差；添加适量的二氧化硅或三氧化二铝能改善铁酸盐粘结相的液相生成能力，但二氧化硅和三氧化二铝过多将使粘结相的流动性变差。     

碱度对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响

摘要：采用Factsage 7.1热力学软件模拟计算了碱度对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响,并开展了不同碱度的烧结杯试验研究。研究表明：随着碱度增加,烧结矿理论液相生成量增加,液相黏度降低,液相中Fe2O3/CaO增加,铁酸钙形成条件改善。当碱度为1.95时,铁酸钙含量最高,CaO与Fe2O3结合形成稳定的铁酸钙粘结相,有利于减少Fe2O3发生还原粉化现象;而继续提高碱度至2.05时,颗粒较粗的褐铁矿和赤铁矿与CaO进一步接触、矿化,使烧结矿赤铁矿含量升高,铁酸钙和磁铁矿含量减少,液相黏度降低,孔隙率增大,烧结矿结构均匀性变差,导致烧结矿基体组织结构抵抗还原过程中产生的晶格畸变能力变差,粉化严重。综合考虑碱度对烧结矿转鼓强度和低温还原粉化性能的影响,在试验所用烧结原料条件下,烧结矿适宜碱度应控制为1.95。     

烧结过程中CO还原NO的模拟研究

 为了考察烧结过程中烧结矿各主要组分对NO脱除反应的影响,研究了有O2和无O2条件下CO还原NO的反应规律,并在还原性气氛下对烧结矿催化还原NO进行了动力学分析。在500~1 000 ℃,分别以CaO、MgO、Fe2O3和烧结矿为填料层,在固定床石英反应器中研究NO的脱除规律。研究结果表明,不同填料对CO还原NO反应催化作用的强弱顺序为CaO＞烧结矿＞Fe2O3＞MgO。烧结矿作用下,CO体积分数为12%时,NO的转化率可达90%以上,CO还原NO反应的Arrhenius曲线以780 ℃为界分为两段,两段的反应机理不同。反应体系中O2存在时不利于NO还原反应的进行。     

铁矿粉液相流动性的主要液相生成特征因素解析

烧结矿是我国高炉炼铁的主要原料,烧结矿质量将直接影响高炉冶炼及炼铁工序的经济技术指标.因此,基于铁矿粉的高温特性进行优化配矿从而改善烧结矿的产质量对于炼铁工序节能增效具有十分重要的现实意义.铁矿粉的液相流动性是非常重要的烧结高温特性指标,适宜的液相流动性可以使烧结矿获得较高的固结强度.本文模拟实际烧结黏附粉层中铁矿粉颗粒与钙质熔剂质点的接触状态,采用FastSage热力学计算和微型烧结可视化试验方法研究了固定CaO配比条件下铁矿粉的液相流动性及其主要的热力学液相生成特征影响因素.研究结果表明,采用固定CaO配比与固定碱度的熔剂配加方式下,铁矿粉的液相流动性规律明显不同.铁矿粉的液相生成量是影响其液相流动性的最主要液相生成特征因素,液相生成量越多则铁矿粉的液相流动性指数越大.铁矿粉液相流动性的配合性机制是基于其液相生成量的线性叠加原则.脉石矿物含量将在一定程度上影响铁矿粉的液相流动性,随着SiO₂含量的升高铁矿粉的液相生成量减少,从而导致液相流动性指数显著降低;而Al₂O₃含量增加,液相流动性指数略有升高.      

三水铝石型高铝褐铁矿粉烧结液相生成特性

 烧结矿依靠液相黏结未熔颗粒获得强度,因此铁矿粉与CaO反应生成液相的能力对保证烧结矿质量非常重要。采用高温综合热分析仪（TG-DSC）对塞拉利昂高铝铁矿粉配加CaO的液相生成特性进行了研究。试验结果表明：提高CaO的配比,可以增加液相生成量,液相生成峰值温度基本稳定在1 209 ℃左右;随着矿粉粒度逐渐减小,液相生成量一直减少,同时,液相生成峰值温度先降低后增加,当粒度为0.074～0.180 mm时,液相生成温度最低;熔剂粒度的增加可增加液相生成量,同时初始液相生成温度显著提高;与生石灰（CaO）相比,采用石灰石（CaCO3）做钙源可以降低液相生成温度、增加液相量;与其他种类的矿粉对比表明,高铝铁矿粉其液相生成温度最高,反应性最差,Al2O3含量一般的澳大利亚褐铁矿的液相生成温度相对较低,高品位磁铁矿的液相生成温度最低,反应性良好。烧结杯试验表明,随着塞拉利昂铁矿配比的增加,成品率从78.37%逐渐降低到73.36%,烧结矿的转鼓强度由60.5%逐渐下降到49.6%,该高铝矿的配加比例应控制在混匀矿的20%以内。     

细粒级铁矿粉对烧结液相和矿结构的影响

利用基础烧结设备检测了细粒级铁矿粉同化速度、流动能力,并通过微型烧结杯模拟料层下部单元点烧结过程的方法来研究配加15%细粒级矿粉的烧结矿结构变化,有效分析了3种细粒级矿粉在烧结时的液相行为及对烧结矿结构和性能的影响。通过比较生产用混匀矿与配加质量分数为15%的A、B、C粉的烧结矿结构表明:A粉有利于减少烧结矿内部孔洞的尺寸,减少核颗粒和液相间较大孔洞的数量,并能促进针铁矿发展;B粉会增加烧结矿内部大孔洞,增加柱状或片状铁酸钙的生成;C粉同化速度慢,液相流动能力差,粘结效果差,会使液相与核颗粒间孔洞尺寸和数量增加。烧结杯试验结果表明:在生产用混匀矿中使用质量分数为15%的A粉,烧结矿的转鼓指数提高2.94%,低温还原粉化指数(RDI)降低3.37%。     

改善武钢铁矿粉烧结强度的配矿试验

烧结生产中某一铁矿粉质量分数在20%以上时,对烧结矿指标有较大的影响。研究表明,在高比例使用同化温度高、粒度细、成球性差的铁矿粉后,烧结矿的强度明显下降,燃耗增加;在高比例使用流动性好的铁矿粉后,烧结矿强度和利用系数均会降低。利用铁矿粉的烧结基础特性指导烧结杯配矿研究的试验表明,使用25%左右A粉,30%左右C粉,15%左右E粉以及碱度为2.0左右的铁矿粉烧结,可以较大程度地提高转鼓强度,综合烧结指标较好。     

不同类型铁矿石的低温还原粉化特征

以炼铁厂常用烧结矿、球团矿以及块矿为研究对象,考察了不同含铁原料在高炉炼铁工艺和COREX非高 炉炼铁工艺2种煤气条件下的低温还原粉化行为。研究结果表明:①铁矿石的结构组成决定了其粉化形式,块矿 和烧结矿的粉化形式均表现为“裂开式”,粉化产生的细小粒级颗粒较均匀地分布于-6.3 mm范围;不同于烧结矿 和块矿,球团矿则属于“剥落式”粉化,粉化产物粒径主要集中在-0.5 mm范围;②在还原气氛和温度相同的情况 下,烧结矿粉化程度最高,球团矿次之,块矿最低;③还原温度对3种含铁炉料的还原粉化程度均具有重要影响,当 还原煤气条件相同时,3种含铁炉料的低温还原粉化指数均在550℃时达到最大值;④COREX炼铁工艺的煤气条 件加剧试验用铁矿石的低温还原粉化程度,但对不同类型铁矿石的影响有所差异,综合粉化产生的细小颗粒的增 幅可知,块矿受其影响程度较大,其次是球团矿,而烧结矿对煤气性质改变的敏感性最小。     

Influence of Alumina on Iron Ore Sinter Properties and Productivity in the Conventional and Selective Granulation Sintering Process

Iron ore sinter constitutes a major proportion of blast furnace burden. Hence, its quality and consistency have a significant impact on blast furnace performance. Iron ore fines are the main source for sinter, and the chemical composition of the iron ore fines, together with the thermal conditions that blends are subjected to, plays an important role in forming the primary melt during the sintering process and accordingly determines the sinter structure and quality. Therefore, considerable importance has been placed on the chemical composition and consistency of iron ore fines, particularly in terms of alumina content. Due to depletion of high grade iron ore resources, alumina content in the iron ore fines is expected to increase gradually. Ore with higher alumina content is usually expected to be detrimental in forming the sinter matrix, if sintered alone, due to the low reactivity of alumina bearing minerals and the high viscosity of primary melts. The selective granulation process is a new sintering process for high alumina iron ore fines, and can eliminate the adverse effects of ‘hard to sinter’ or ‘unsuitable – for ironmaking’ ores. In the present work laboratory sintering experiments have been carried out with iron ore fines of different alumina level (2.00 to 5.46 mass‐%) to know the influence of alumina on mineralogy, productivity, physical and metallurgical properties of sinter prepared by the conventional and the selective granulation process. With increasing alumina content in sinter of both the conventional and selective granulation process, the fractions of hematite and of silico‐ferrites of calcium and alumina (SFCA) as well as the pore phase increased whereas the magnetite and silicate phases decreased. With increase in alumina content sinter productivity and tumbler index (T.I.) decreased, and metallurgical properties like sinter RDI and reducibility improved. However, sinter of the selective granulation process showed better results compared to the conventional process.     

巴西矿和澳矿的烧结性能试验

采用微型烧结法对河钢常用进口铁矿粉的烧结基础性能进行了测试,并与单烧矿质量进行了对比分析。结果表明：巴西矿粉的同化性能差,粘结相强度高;澳洲矿粉的同化性能好,粘结相强度差。SiO₂含量高、Al₂O₃含量低的进口赤铁矿,其液相流动性强,SiO₂含量高的进口赤铁矿的SFCA生成能力强。矿粉的粘结相强度高,其单烧矿的转鼓指数较高;SFCA生成能力适宜,其烧结成品率较高;同化性能强,其单烧矿的还原性较强。     

不同SiO2质量分数精粉对烧结指标的影响

为了比较不同精粉配入混合料后对烧结指标及烧结矿质量的影响,进行了精粉高温性能测试及烧结杯试验。结果表明,不同精粉的表观形貌及高温性能有显著差别;在基本不改变熔剂结构的条件下,随精粉SiO2质量分数的升高,液相流动性显著降低,烧结过程中黏结相生成量减少,不利于混合料中各矿物之间黏结成矿。采用不同精粉烧结时,烧结矿微观矿物结构具有显著的差异;精粉中SiO2质量分数升高会导致烧结矿中铁酸钙生成量减少,SiO2酸盐逐渐增多,孔洞增加。与低SiO2精粉烧结相比,采用高SiO2精粉烧结后,固体燃耗增加,转鼓指数下降,粒度组成中小于10 mm的量增加。     

Influence of Iron Ore Characteristics on FeO Formation During Sintering

  The influence of iron ore characteristics on FeO formation during sintering was examined mainly in terms of chemical composition and the melting characteristics of iron ores. Statistical regression and X ray diffraction were used to further explain the specific effect of iron ore characteristics on FeO formation. The results indicate that LOI (loss on ignition) in iron ores have a positive influence on FeO formation by promoting the sintering process of Fe2O3 decomposing and reducing. Silica contents in iron ores play a determining role in final content of FeO in sinter. The melting characteristics of iron ores significantly affect FeO formation during sintering.