基于混匀矿烧结基础特性配矿专家系统的开发与应用

应用BP神经网络技术分别建立混匀矿烧结基础特性预报模型和烧结矿质量预报模型。采用Visual C++2010与Matlab 2008混合编程的方式,开发了烧结配矿专家系统软件。结果表明:同化性温度、液相流动性指数和粘结相强度的预报命中率分别为90%、83.3%和90%,成品率、转鼓指数和低温还原粉化RDI_(+3.15)的预报命中率分别为90%、90%和85%。通过专家系统研究了褐铁矿配比对混匀矿烧结基础特性和烧结矿质量的影响,随褐铁矿配比的增加,烧结矿的成品率、转鼓指数和低温还原粉化RDI_(+3.15)先升高后降低。当混匀矿的同化温度、液相流动性指数和粘结相强度分别为1 259℃、1.22和1 727 N时,烧结矿的质量指标最优。     

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%。     

低钛型混匀矿的烧结基础特性

对宣钢单种含钛铁矿粉的烧结基础特性进行了测定,根据混匀矿烧结基础特性进行了优化配矿试验。结果表明:烧结矿的转鼓指数随着混匀矿黏结相强度的增加而增大,低温还原粉化指数和中温还原性随混匀矿液相流动性的增大而增大。宣钢低钛型混匀矿的适宜烧结基础特性:同化性温度为1 300~1 319℃,液相流动性指数为2.56~3.50,黏结相强度为4 100~4 200 N,烧结技术指标和烧结矿性能最优。     

FeO对低钛烧结矿性能的影响

以宣钢烧结配矿为基础,采用微型烧结和烧结杯试验研究FeO对低钛烧结矿性能的影响。研究结果表明:在烧结过程中FeO对烧结矿质量影响较大。随着烧结料中FeO含量的增加,烧结矿的同化性温度降低,黏结相强度呈升高趋势,液相流动性指数先升高后降低。烧结杯试验验证,烧结矿的转鼓指数随着FeO含量的增加而升高,与烧结料中FeO对烧结矿基础性能的影响规律吻合。混矿中FeO含量控制在14.43%~16.19%时,烧结矿质量最优。合理控制烧结矿中FeO含量,运用烧结料中FeO对烧结矿的影响规律,对综合利用矿石资源和优化烧结配矿有重要意义。     

提高钒钛磁铁精矿配比对烧结的影响

为了探索钒钛磁铁精矿配比变化对烧结的影响,研究了不同钒钛磁铁精矿配比对混合料制粒、混合料液相生成特性、烧结性能、烧结矿矿物组成、烧结矿冶金性能的影响,结果表明:钒钛磁铁精矿配比在46%~67%时,随着精矿配比的升高,烧结矿中TiO2含量增加,混合料的透气性指数略有降低,烧结速度明显减慢,利用系数降低,转鼓强度略有降低;总体上液相量逐渐变少,矿物结构的粘结性与结晶性变差;滴落温度明显升高,软熔区间变宽,软化温度和熔融温度在一定范围内有所波动;混合料液相生成温度升高,生成量降低,成矿性能变差。     

澳矿粉配比对含钒烧结过程和烧结矿冶金性能的影响

基于承钢烧结现场条件,研究了澳矿粉配比对含钒烧结过程和烧结矿冶金性能的影响.结果表明:在试验条件下,适当增加原料中澳矿粉的配比,烧结矿中的w(FeO)和w(TiO2)降低,而w(SiO2)和w(Al2O3)则升高,赤铁矿和玻璃质含量增加,烧结料层的透气性得到了改善.当澳矿粉配比在33%以内增加时,烧结成品率、烧结矿冷态转鼓指数和低温还原粉化性能以及烧结矿的产量都有所改善.综合考虑澳矿粉配比对烧结矿产量、质量及高炉冶炼过程的影响,应将澳矿粉在烧结原料中的配比提高到33%左右.     

烧结工艺合理使用粗粒级低质矿的研究

对武钢使用3种粗粒级低质铁矿的常温和高温烧结性能进行了研究,并比较了3种铁矿粉和生产用混匀矿的烧结液相生成规律和粘结效果。结果表明:依据矿粉的粒度和烧结液相行为能有效指导烧结配矿;配加8%的A粉或B粉有利于改善烧结矿强度(转鼓指数)、煤耗等指标,B粉会降低烧结矿的低温还原粉化性;粗粒级低质矿用量增加会降低烧结矿强度和低温还原粉化率。     

宣钢单矿粉基础性能对中钛混合矿基础性能的影响

通过微型烧结试验研究了单矿粉基础性能对中钛混合矿基础性能的影响。结果表明:单矿粉基础性能对混合矿基础性能影响较大。混合矿粉同化温度随着同化性温度高的单矿粉配比增加而升高;液相流动性指数随着液相流动性低的单矿粉配比增加先升高后降低;黏结相强度随着黏结相强度高的单矿粉配比增加而升高。混合矿粉同化温度与黏结相强度符合高温特性公式计算规律,可以通过计算预测,但液相流动性与计算规律不同,不能通过计算预测。     

基于天钢铁矿粉高温性能的烧结优化配矿

在对天钢生产中常用七种铁矿粉同化性、液相流动性测试分析的基础上,根据矿粉高温特性互补的配矿原则提出了五组优化配矿方案,并进行烧结杯实验。结果显示:与基准配矿(当前生产)方案相比,优化配矿方案的烧结综合指标有所增加,烧结矿的转鼓强度、冶金性能也得到改善,表现为还原性提高,低温还原粉化性能变好,开始软化温度升高,软化及滴落区间变窄。基于铁矿粉高温性能的优化配矿为现场生产变料及合理采购原料提供了有力的技术支持。     

褐铁矿配比对钒钛磁铁烧结矿性能的影响

研究了褐铁矿配比对钒钛磁铁烧结矿性能的影响。研究结果表明:钒钛磁铁烧结矿的转鼓指数(T)和低温还原粉化指数(RDI+3.15)随着褐铁矿配比的升高先升高后降低,还原度(RI)和荷重开始软化温度(T10%)随着褐铁矿配比的升高而降低。软化区间(ΔT)随着褐铁矿配比的升高先减小后增大。从综合利用低价铁矿石资源,降低生产成本和改善钒钛烧结矿质量的角度,分析褐铁矿配比对钒钛磁铁烧结矿性能的影响,得出1#褐铁矿配比为10%(褐铁矿总配比37.2%)时,烧结配矿方案最优。     

铁矿粉烧结优化配矿及其模型研究进展

随着铁矿粉资源的不断消耗,各类铁矿粉呈劣化趋势,且大量新矿种出现,使烧结优化配矿需求愈发迫切.主要介绍了铁矿粉常温和高温等基础特性.其中,常温特性主要有化学成分、铁矿粉种类、粒度组成等,同时重点分析了与烧结生产息息相关的高温特征指标,主要有同化性、液相流动性、黏结性强度、铁酸钙生成特性、连晶特性、熔融特性、吸液性和烧结...     

原位观察MgO对烧结高温特性影响研究及应用

 烧结矿靠液相固结形成,烧结过程中液相的形成和流动对烧结矿质量起着重要的作用;而随着资源的劣质化,烧结矿TFe品位呈现下降趋势。与Al2O3和SiO2等相比,MgO属于在烧结中主动性配加的成分,其大小影响着烧结液相的熔点、流动性和烧结矿品位。针对京唐混合料,首次采用高温共焦显微镜原位观察了MgO质量分数对烧结液相流动性的影响。研究发现,与不含MgO的混合料相比,配加质量分数为1.7%～2.0%的MgO后,混合料的液相初始形成和大量形成温度均高出50 ℃以上;液相流动速率也显著降低;烧结基础特性测试表明,混合料中MgO质量分数从2.3%降到0.3%后,流动性指数从0.7增大到1.9。在京唐烧结的工业实践表明,烧结实现烧结矿MgO质量分数从2.0%降至1.5%后,烧结矿指标有所改善。     

某钢厂常用4种铁矿粉烧结基础特性

以提高某钢厂烧结矿质量为目标,对烧结矿质量影响较大的铁矿粉高温特性进行了研究。利用FactSage 7.1热力学软件计算出铁矿粉在1 280 ℃、碱度为3.0时产生的液相量和液相黏度指数,并以热力学计算为基础采用TSJ-2型红外线快速高温烧结炉进行4种铁矿粉基础特性测定试验。试验结果表明,A、D 两种铁矿粉同化温度较高,同化性较差;C 种铁矿粉同化性较好,B种铁矿粉同化性最好。当试验温度为1 280 ℃、碱度为3.0时,A 和D两种铁矿粉的液相流动指数较低;C种铁矿粉的液相流动指数较好,B 种铁矿粉的液相流动指数最好。由FactSage 7.1热力学软件计算得出,A铁矿粉液相量为51.46%、黏度为0.031 Pa·s,B铁矿粉液相量为77.8%、黏度为0.032 Pa·s,C铁矿粉液相量为66.64%、黏度为0.035 Pa·s,D铁矿粉液相量为70.66%、黏度为0.044 Pa·s,根据流动性指数公式得出结果与试验结果相一致。     

褐铁矿在烧结工艺中的优化配置

为了探究全进口矿条件下褐铁矿在烧结工艺中的合理配置,实现褐铁矿的高效利用以进一步提铁降本,针对S钢铁公司500 m2大型烧结机实际原燃料条件,基于试验用铁矿粉的常规理化性能和高温烧结基础特性开展了不同褐铁矿配比的烧结杯试验研究,结合Factsage 7.1热力学软件,模拟计算了不同褐铁矿配比条件下的黏附粉含量和理论液相生成量及性能,并采用矿相显微镜分析了烧结矿的显微结构,探明了褐铁矿与赤铁矿和磁铁矿的优化搭配规律。研究表明:澳大利亚褐铁矿具有粒度粗、矿化能力弱,同化温度低、黏结相强度差、吸液性强的特点,当褐铁矿质量分数由45%增加至55%时,提高磁铁精矿OD矿的质量分数至15%,同时降低OC矿质量分数至10%,烧结矿转鼓强度和低温还原粉化性能等指标达到最优,这是由于一方面提高磁铁精矿配比不仅具有增加黏附粉比例、改善液相生成数量和性能的作用,而且可以均匀液相分布,消除过熔现象;另一方面,增加磁铁精矿配比可以改善烧结料球的粒度组成,减少褐铁矿吸液量,提高烧结矿强度。因此,在高褐铁矿配比条件下,增加适宜的磁铁精矿配比有利于稳定烧结矿质量,全面改善烧结矿性能。      

混合铁矿粉的烧结基础特性

 对邯钢5种常用矿粉及其混合矿的烧结基础特性进行了研究。结果表明：巴粗矿粉对混合矿的同化温度和液相流动性的影响最大,澳矿粉对混合矿的粘结相强度影响最大。以粘结相强度为基准,综合考虑同化温度和液相流动性,邯钢最优配矿方案为：澳矿粉(30%~35%)+邯邢精粉(15%~20%)+巴粗矿粉(20%~25%)+杨迪粉(10%~15%)+北非粉(5%~10%);混合矿中单种矿的烧结基础特性之间存在一定的互补关系,但混合矿烧结基础特性不能简单地由单种矿烧结基础特性的线性加和来确定。     

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.      

扬迪矿烧结基础特性的试验研究

对澳大利亚扬迪粉矿烧结基础特性的测试分析表明,扬迪粉矿同化温度低,同化能力大,液相流动性高,有效粘结范围大,但粘结相自身强度不高。烧结杯及工业性试验表明,在莱钢原料条件下,通过优化烧结配矿,当扬迪粉配比在20%左右时,烧结矿产质量指标最佳,超过20%后,指标稍有所下降,但仍高于基准配矿。     

白云石替代蛇纹石的烧结配矿结构

 在铁矿粉SiO2含量不断升高的背景下,针对烧结面临高硅蛇纹石停配而产生的烧结矿产质量下降的技术问题,采用微型烧结装置和烧结杯对白云石替代蛇纹石后的适宜配矿结构进行了研究。微型烧结试验研究结果表明,在化学成分一定的条件下,白云石替代蛇纹石后,因烧结液相流动性的降低而黏结效果变差,致使烧结体固结强度明显下降。烧结杯试验研究结果表明,用高液相流动性铁矿粉替代低液相流动性铁矿粉后,烧结成品率和转鼓强度分别升高0.98%和2.26%,烧结利用系数提高9.71%,而采用大粒级铁矿粉以提高烧结混合料黏附粉偏析碱度的优化配矿措施,使烧结成品率和转鼓强度分别升高2.10%和3.37%,烧结利用系数提高8.25%。     

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。