Al_2O_3对含钒钛高炉炉料熔滴性能的影响

利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况,探讨Al_2O_3对含钒钛高炉炉料的软化温度、熔化温度、最大压差等高温物理性能的影响。结果表明:Al_2O_3含量增加后炉料的软化开始温度(T_(10))和软化终了温度(T_(40))升高,软化区间(ΔT_1)变窄;炉料的熔化开始温度(T_s)降低,滴落温度(T_d)升高,熔化区间(ΔT_(ds))变宽;炉料的最大压差(ΔP_(max))升高,熔滴总特性值(S值)增大,熔滴性能变差。试验结果表明Al_2O_3含量的增加对炉料的熔滴性能产生了负效应。     

萤石和氧化镁对含钒钛高炉炉料熔滴性能的影响

利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况,探讨CaF2和MgO加入炉料后,对钒钛高炉炉料透气性、软熔带厚度、压差陡升温度、软熔区间、熔融区间等炉料高温物理性能的影响;为改善软熔带透气性,找出高炉合适软熔带位置,从而达到解决利用钒钛磁铁矿带来的不利影响的目的,为提高高炉强化冶炼目的提供重要依据。结果表明:炉料中添加萤石后对软化开始温度基本无明显影响,但使软化温度区间变窄,初渣带位置形成过早,软熔带厚度、最大压差、总特性值都升高。MgO的加入使软化开始温度升高,软化温度区间变窄,说明MgO的加入使软熔带位置下移,软熔带变薄。     

MgO/Al2O3及炉料结构对炉料熔滴性能的影响

通过高温熔滴炉模拟实际高炉冶炼条件,研究了MgO/Al_2O_3及炉料结构对综合炉料熔滴性能的影响。结果表明:MgO/Al_2O_3由0.9增加到1.0后,炉料软化和熔化温度均升高,炉料的最大压差和总特性值分别由3 057 Pa和202.84 kPa·℃降低到1 911 Pa和116.52 kPa·℃,熔滴性能得到改善;烧结矿配比由68%降低到60%后,炉料软化温度降低,熔化温度变化不大,最大压差和总特性值分别由1 911 Pa和116.52 kPa·℃降低到1 440.6 Pa和75.10 kPa·℃,熔滴性能得到改善。结合炉料熔滴过程中的压差变化及滴落物与未滴落物质量,得出结论:当烧结矿MgO/Al_2O_3=1.0,炉料结构为68%烧结矿+16%熔剂性球团矿+16%块矿时,综合炉料的熔滴性能最优。     

承钢含钒钛烧结矿的熔滴试验

结合近几年承钢公司熔滴试验情况,梳理出了熔滴试验指标的合理范围。分析了熔滴试验指标与钒钛烧结矿各项指标的关系,总特性值与熔滴试验最大压差、压差陡升温度、最大压差温度、滴落温度、熔融区间的关系等,推荐使用最大压差和总特性值判定熔滴性能,高炉可接受的钒钛烧结矿熔滴总特性值为小于400 kPa℃。     

MgO以及装料方式不同对烧结矿熔滴性能的影响

本文主要以高、低MgO为原料,采取普通装料和混装焦炭两种方式,系统地研究了MgO质量分数以及装料方式不同对于熔滴性能的影响,并对一些实验结果进行了理论分析.结果表明:随着MgO质量分数提高,软化区间t_D-t_S变宽,软熔带温度区间t_D-t_(10)变宽,最大压差ΔP_(max)上升.高MgO烧结矿与焦炭混合使用,软化区间t_D-t_S变窄,软熔带温度区间t_D-t_(10)变窄,最大压差ΔP_(max)降低.因此,在MgO质量分数一定时,采用混装焦炭方式进行生产,高炉内熔滴性能最好.     

球团矿中MgO含量对炉料熔滴性能的影响

球团矿带入适宜的MgO可以提高炉渣的冶金性能,有利于高炉冶炼。为了探究球团矿MgO含量对高炉炉料性能的影响,在全球团冶炼的条件下,以高炉终渣成分为依据进行配料,利用高温熔滴炉检测球团矿不同w(MgO)时高炉初渣性质、炉料软熔滴落性能的变化情况。试验结果表明,随球团矿w(MgO)升高,初渣中未矿化的MgO明显增多,软化结束温度升高,软化温度区间变宽,炉料软化性能变差。当球团矿w(MgO)大于1.01%后初渣熔点升高,导致熔化特征温度升高,熔化带位置向高温区移动,熔化温度区间变窄,熔化带透气性提高;炉料的软熔带温度区间由229 ℃升高至269 ℃,软熔带增厚,炉料整体透气性变差。由于初渣中w((MgO))随之增加,初渣黏度升高,炉料最大压差和熔滴性能特征值增大。因此,在试验范围内,随球团矿w(MgO)升高,高炉炉料的软熔滴落性能恶化,渣铁分离变差,不利于高炉顺行。     

焦炭反应性对高炉炉料熔滴性能的影响

 利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况,对高炉使用焦炭的热态性能进行分析,探讨了不同反应性的焦炭加入后对炉料软化温度、熔化温度、最大压差,熔滴综合指标等高温物理性能的影响。试验结果表明：随着焦炭反应性的增加,炉料软化开始温度[t10]降低,由1 220降低到1 112 ℃,降低了108 ℃;压差陡升温度[ts]降低,由1 306降低到1 268 ℃,降低了38 ℃;最大压差[Δpmax]增大,由8.62增加到11.05 kPa,料层透气性变差;熔滴综合指标[S]值增大,由680增加到820 kPa·℃,熔滴性能变差。     

宣钢高炉含铁炉料熔滴性能

对宣钢高炉炉料结构进行了熔滴性能试验研究。单矿的熔滴试验结果表明:宣钢常用的2种烧结矿软化性能较好,但滴落性能较差,1 520℃仍未滴落;3种球团矿中自产球总体熔滴指标最好但软化区间最长(313℃);2种块矿中PB矿开始软化温度最低软熔区间最长,试验中未能滴落。蒙古矿软熔性能较好,但滴落温度高达1 518℃。通过对15种配矿方案进行的熔滴试验,结果表明:降低烧结矿配比,提高PB矿比例可改善炉料的熔滴性能。在试验条件下,配矿方案为"烧结矿68%+球团矿16%+PB矿16%"的炉料结构熔滴性能最佳。     

高炉综合炉料熔滴性能及其预测模型

含铁炉料冶金性能和高炉炉料结构优化是实现低碳低成本炼铁的重要举措。熔滴试验对于全面把握含铁炉料的冶金性能具有重要意义。由于钢铁企业内各高炉炉料结构不同且不断调整,加上熔滴试验成本较高且检测时间较长,多数企业仅检测单种含铁炉料的熔滴性能,操作者难以根据炉料结构的变化预知综合炉料的冶金性能、进而调整冶炼制度。在对永钢高炉常用单种含铁炉料进行熔滴试验的基础上,根据永钢典型炉料结构,研究不同炉料结构条件下综合炉料的熔滴性能。同时,利用回归法建立了单种炉料配比及熔滴性能与综合炉料熔滴性能间的关系模型,模型具有一定适用性,可为高炉炉料结构优化及提前制定合理的操作制度提供参考。     

高炉炉料混装与层装的熔滴性能研究

在实验室进行了球团矿配比从35%到100%的炉料结构熔滴性能试验研究,结果表明,相同炉料结构采用混装比层装有良好的熔滴性能,表现在软熔带位置升高,软熔带变薄,透气性变好。这表明高炉如果采用混装会比层装对高炉更加合理。     

烧结矿中适宜MgO含量的研究

为了进一步降低炼铁成本,确定马钢烧结矿中适宜的w(MgO),研究了MgO对液相生成特性以及烧结矿冶金性能的影响。结果表明:在马钢原燃料条件下,烧结矿适宜的w(MgO)为1.2%~1.5%;随着烧结矿中w(MgO)的降低,不仅烧结矿中w(TFe)及入炉品位提高,而且有利于降低烧结返粉和烧结固体燃耗,改善烧结矿强度和提高烧结成品率。     

w(MgO)对含钒、钛烧结矿强度和烧结过程的影响

研究了w(MgO)对承钢含钒、钛烧结矿的矿物组成、矿物结构、烧结矿强度和烧结过程的影响,发现提高烧结矿中的w(MgO)对于提高承钢高碱度烧结矿的产量和改善烧结矿的质量都是十分不利的.考虑到高炉冶炼的需要,承钢烧结矿中的w(MgO)应控制在2.0 %左右.     

MgO对高碱度高铝烧结矿的影响

 随着钢铁企业高铝铁矿粉使用比例的提高,带来了高炉炉渣黏度增大、渣铁分离困难等一系列问题。采用烧结杯试验,研究了MgO含量增加对高碱度高铝烧结矿经济技术指标、冷强度和冶金性能的影响,采用Nova400 NanoSEM型场发射扫描电子显微镜分析了烧结矿微观结构。试验结果表明,高碱度高铝烧结矿中MgO质量分数从1.72%提高到2.49%时,垂直烧结速度降低4.38 mm/min,利用系数降低0.51 t/(m2·h),低温还原粉化指数增加6.7%;当烧结矿中MgO质量分数为2.11%时,转鼓指数和还原度最高,分别达到61.93%和86.39%;Mg2+主要固溶在磁铁矿晶格中并替代Fe2+,替代的质量分数最高达3.64%,生成的含镁磁铁矿抑制烧结矿降温过程中由Fe₃O₄→Fe₂O₃氧化过程的相变,减少了二次赤铁矿的生成,有利于改善烧结矿的低温还原粉化性能。研究结果可以为改善高碱度高铝烧结矿性能和提高炉渣流动性提供理论指导和参考依据。     

低碱度高镁烧结矿性能的研究

增加烧结矿中w(MgO),从而提高高炉渣中w(MgO)是改善高炉炉渣性能的1种主要措施。设计了3组试验方案:方案1为渣中w(Al2O3)为18%,w(MgO)/w(Al2O3)为0.72,R4为0.95,R2为1.08;方案2为渣中w(Al2O3)为实际值,w(MgO)/w(Al2O3)为0.72,R2为1.1;方案3为渣中R2为1.1,烧结矿中w(MgO)为1.80%,并采用在高炉中加入白云石的方法满足渣中MgO的要求。结果表明,方案2烧结生产率提高,转鼓强度最高,达64.27%。     

MgO对赤铁矿粉矿烧结产物低温还原过程的影响

铁矿粉烧结中添加MgO有助于稳定磁铁矿和抑制二次赤铁矿的形成,可以改善烧结矿低温还原粉化性能,但其对烧结矿低温还原过程的影响尚不是十分明确。通过热重法测定不同MgO含量的烧结产物在550℃还原过程中质量的变化,定量地了解MgO对烧结产物低温还原性的影响。同时结合XRD和光学显微镜跟踪试样在还原前后矿物组成、结构及裂纹的变化,揭示了MgO改善烧结矿低温还原粉化的机理。结果表明,MgO对烧结产物低温还原过程的影响与Al_2O_3含量有关,不含Al_2O_3时,MgO抑制烧结产物的低温还原,添加Al_2O_3后,MgO对烧结产物低温还原的抑制作用减弱。另外,烧结产物还原过程中裂纹的形成与烧结产物的矿物组成及结构有关,适当的孔隙有利于减少裂纹的形成,这很好地解释了实际铁矿石烧结生产中添加少量的MgO可以改善烧结矿的低温还原粉化性。     

烧结矿中MgO作用机理

研究了烧结矿中MgO对烧结液相生成、固结成矿的影响机理,以及不同镁质熔剂对固结强度的影响规律,并在此基础上进行了烧结杯实验研究.结果表明:随着烧结矿中MgO含量的增加,烧结液相开始形成温度上升,液相流动性和黏结相强度均降低;使用不同种类的镁质熔剂时,烧结黏结相强度有差异,在1 280℃和1 320℃下,使用蛇纹石时黏结相强度相对最高,其次是使用轻烧白云石的情况,而使用白云石时黏结相强度相对最低;在兼顾烧结矿产量、质量指标及冶金性能的前提下,烧结矿中适宜的MgO质量分数在1.2%左右,镁质熔剂则适宜选用白云石和蛇纹石组合或者单独使用轻烧白云石.     

烧结矿碱度、SiO2和MgO含量对烧结冶金性能的影响

在实验室条件下研究了烧结矿碱度、SiO2和MgO含量对烧结过程及烧结矿冶金性能的影响.结果表明,在马钢目前原料料件下,提高烧结矿碱度和SiO2含量,烧结矿产量和强度提高;而提高烧结矿MgO含量则对烧结矿质量产生不利影响.     

w(MgO)/w(Al2O3)对复合炉料熔滴性能的影响

 高炉炉料中适宜的w(MgO)/w(Al₂O₃)可以提高炉渣的冶金性能,有利于高炉的冶炼,以达到增产、节能和降耗的目的。为探究MgO质量分数对复合炉料性能的影响,在试验过程中分别改变复合炉料内烧结矿、球团矿的w(MgO)/w(Al₂O₃),使用高温熔滴炉检测其熔滴性能,并对未滴落物进行XRD、SEM-EDS检测,探究渣中成分和分布规律,最终得到合理的MgO配分结构。试验结果表明,烧结矿中w(MgO)/w(Al₂O₃)由0.8增加至1.2的过程中,滴落温度先减小后增大,软熔带位置不断下移并呈现先变窄后变宽的趋势,镁硅钙石和镁黄长石的含量不断增大,而尖晶石和方镁石含量在w(MgO)/w(Al₂O₃)超过1.0后逐渐增大;球团矿中w(MgO)/w(Al₂O₃)由1.39增加至2.09的过程中,熔化区间先减小后增大,软熔带先上移后下降。烧结矿中w(MgO)/w(Al₂O₃)为1.0、球团矿中w(MgO)/w(Al₂O₃)为1.74时,熔滴特征值为95.55 kPa·℃,复合炉料熔滴性能最佳,有利于高炉顺行。