韶钢常用铁矿粉烧结高温特性的试验研究

采用微型烧结试验设备对韶钢10种铁矿粉的烧结高温特性进行研究，为烧结厂优化配矿和生产优质烧结矿提供了依据．     

铁矿粉烧结液相流动特性

在铁矿粉烧结过程中,铁矿粉与CaO反应生成的液相的流动特性,是衡量烧结混合料能否有效粘结的重要指标之一.采用微型烧结法和基于流动面积的粘度测量法,以10种常用进口铁矿粉为对象,研究其液相流动特性及其影响因素.分析了铁矿粉的液相流动特性对实际烧结过程的影响.结果表明:不同种类的铁矿粉由于其自身特性的不同,所生成的液相的流动能力及其随温度、碱度的变化规律有很大差异.     

表征铁矿粉烧结液相流动性能的新方法

为了弥补传统评价铁矿粉烧结液相流动性能指标不考虑液相流动速度、温度及升温速率或不考虑温度对液相流动速度影响的不足和采用多个指标分开来表征液相流动速度与温度所带来的使用上的不便.利用可视卧式高温炉观测铁矿粉试样的熔化流动过程,结合试验中试样收缩与流动规律定义了烧结液相流动始末点,并提取重要参数指标:流动温度、流动时间、面积增长率和升温速率;给出了定量表征温度对烧结液相流动速度影响的函数关系式v(T);在此基础上建立了以实际烧结生产温度为基准,包含流动过程各种关键信息及其内涵的流动性特征数(LD).对比2种方法得到的结果,发现采用流动性特征数可以进一步区分出不同铁矿粉的流动性差异,提高了表征精度,从而为评价铁矿粉流动性能提供了可靠的参考依据.     

基于铁矿粉高温特性互补的烧结优化配矿

首先测定巴西、澳洲及中国的10种铁矿粉的高温特性,将其与实际生产统计所得的高温特性适宜区间比较可知:巴西矿的同化性偏低,澳洲矿偏高,中国精粉则相对接近适宜区间;有两种巴西矿、一种澳洲矿以及一种中国精粉的液相流动性适宜,一种巴西矿、一种澳洲矿以及两种中国精粉则偏低,一种澳洲矿和一种中国精粉的液相流动性稍高;澳洲矿的黏结相自身强度偏低,巴西矿和中国精粉则较为适宜,且中国精粉相对更高.在实验研究的基础上,提出基于铁矿粉高温特性互补而使混合矿高温特性指标适宜的烧结配矿新思路,并设计优化配矿方案,烧结杯实验结果显示均获得优良的烧结指标,证实了基于铁矿粉高温特性进行配矿的优越性.     

铁矿粉高温反应性能综合指数评价烧结性能

 为了解决如何利用铁矿粉多项高温反应性能指标评价其烧结性能的难题,基于综合评价方法,提出了铁矿粉高温反应性能综合指数,并通过铁矿粉高温反应性能4项指标的测定及烧结杯试验,研究了单矿A、B、C以及C矿分别与A矿和B矿混合的矿粉的高温反应性能及烧结性能。结果表明,对于高温反应性能,混合矿粉同化性能和液相流动性具有线性迭加性,黏结相自身强度和铁酸钙生成特性线性迭加性差。对于烧结性能,混合矿粉烧结矿转鼓强度具有线性迭加性,烧结矿产量（利用系数）和固体燃耗没有线性迭加性。无论单矿或混合矿,烧结转鼓强度与其高温反应性能综合指数呈线性正相关,其[R2]（相关系数的平方值）值分别高达0.9403和0.9702,拟合度好;而烧结利用系数及固体燃耗与其相关性差。因此,铁矿粉高温反应性能综合指数可以很好地评价和预测烧结矿转鼓强度,但不能有效地解释烧结矿产量和固体燃耗的变化。     

铁矿石溶解与烧结熔体流动行为机理

 在铁矿石烧结过程中,铁矿石部分溶解于烧结熔体,直接影响熔体的性质,进而影响烧结矿的黏结。为了明晰铁矿石与烧结熔体的相互作用,采用化学纯试剂煅烧法制备以Ca_3.6Fe_14.4O_25.2和CaFe₂O₄矿物为主的铁酸钙系黏附粉。以7种核心铁矿石-铁酸钙系(w(CaO)=15%)黏附粉构成烧结偶为主要研究对象,采用实验室烧结方法,研究了核矿石溶解与烧结熔体流动行为。在此基础上,使用化学纯试剂模拟核矿石的化学组成,考察了核矿石SiO₂、Al₂O₃含量对熔体横向流动面积和核矿石溶解指数的影响规律及机理。结果表明,在核矿石溶解于CaO-Fe₂O₃液相后,形成了交互层区域。核矿石中矿物,尤其是石英,溶解进入熔体,在靠近熔体一侧促使生成复杂CaO-Fe₂O₃系液相,而在靠近核矿石一侧促使简单CaO-Fe₂O₃系液相转变为CaO-Fe₂O₃-SiO₂系液相。靠近熔体一侧析出以铁酸钙系和赤铁矿为主的矿物,而靠近核矿石一侧析出以硅酸盐和赤铁矿为主的矿物。随着核矿石SiO₂含量的增加,一方面,使得溶解进入熔体中的SiO₂数量增加,溶解指数得到提升;另一方面,提升了简单CaO-Fe₂O₃系液相的黏度,从而使得熔体横向流动面积减小。随着核矿石Al₂O₃含量的增加,溶解进入熔体中的Al₂O₃数量增加,进而熔体横向流动面积降低,而核矿石溶解指数升高。Al₂O₃相较于SiO₂对核矿石溶解与熔体流动行为的影响更大。     

烧结铁矿粉经济性评价方法

优化烧结配矿的核心是提质降本,做到烧结生产指标与烧结矿成本的有机统一。在当前钢铁企业效益下滑、烧结铁矿粉价格坚挺的大背景下,各钢铁企业非常注重烧结铁矿粉的经济性评价工作,同时结合各自的实际情况采用了不同的评价方法。本文探讨了7种铁矿粉经济性评价方法,并举例说明,指出了其中的经济价值评价法更为合理,比较适合我国各钢铁企业的实情。     

烧结常用铁矿粉高温基础性能试验研究

结合铁矿石资源市场变化,对烧结常用铁矿资源进行合理归类,选取具有典型代表的铁矿粉进行基础特性试验研究,通过单种矿粉和多种矿粉的性能搭配试验,分析同化温度、液相流动性、铁酸钙生成能力等性能的变化趋势,为性能优化配矿改善烧结矿质量和结构优化实现结构降本提供了技术指导。     

铁矿粉混匀技术在重钢烧结应用

本文介绍了重钢铁矿粉混匀工艺及初步效果，研究了有关问题，提出了加强一次料场管理，完善工艺设计和工艺制度可进一步提高混匀效果。     

基于铁矿粉基础工艺性能的烧结优化配矿方法研究进展

铁矿粉供应的复杂多变加剧了烧结配矿的难度,易导致烧结生产及烧结矿性能的不稳定。传统的烧结杯试验配矿方法费时费力,研究开发新的优化配矿方法替代传统烧结杯试验配矿方法是钢铁企业提高配矿效率、实现降本增效的重要途径。详细介绍了铁矿粉常温性能、铁矿粉高温性能、热力学计算等指导烧结配矿的方法,分析了主要烧结配矿方法的技术特点,对烧结配矿研究方向进行了展望。指出铁矿粉的高温性能是基于铁矿粉基础工艺性能的烧结优化配矿方法的核心。查明铁矿粉关键基础工艺性能与烧结产质量的关系,是解决烧结优化配矿可靠性的关键。     

氧分压对铁矿粉烧结成矿的影响

氧分压一直是影响烧结矿质量的重要因素.通过控制不同氧分压进行的烧结实验结果表明:在氧化性气氛下,生成的矿物主要有赤铁矿和铁酸钙,出现了针状铁酸钙晶形.氧分压从7.10×10^-4至7.89×10^-5Pa时,矿物组成区别不大,只是在局部产生少量的磁铁矿.氧分压从4.44×10^-5Pa开始,赤铁矿明显减少而磁铁矿增加.在高碱度烧结矿中,为了获得合理的烧结矿矿物组成与形态结构,氧分压应控制在2.12×10⁴~7.10×10^-4Pa之间.     

铁矿石烧结箅条糊堵现象成因机制

箅条糊堵现象是铁矿石烧结生产面临的重要共性问题,给烧结经济技术指标及设备都带来不利影响.为弄清并解决这一问题,首先对箅条糊堵物进行了分类和物相特征分析,随后从原燃料条件、工艺条件和箅条自身性能3个方面综合分析了烧结台车箅条糊堵的形成机制及影响因素,最后基于箅条糊堵物的物相特征及形成机制总结了预防及解决箅条糊堵问题的技术...     

固体燃料类型及其燃烧行为对烧结过程NOx排放的影响

摘要：采用微型烧结燃烧装置考察了3种固体燃料的燃烧行为对烧结过程NOx排放浓度、N元素转化率的影响规律,并通过烧结杯试验研究了NOx排放和烧结矿质量指标的变化规律。研究结果表明：使用N含量低的无烟煤能有效降低烧结工序NOx排放浓度和总量,但其N元素转化率却升高,且烧结矿质量指标受其低位热值的影响。因此,在选择固体燃料时,除了其N元素含量外,N元素转化率和低位热值等参数也应作为重要参考指标。     

铁矿烧结过程微细颗粒物排放行为

 采用ELPI+设备(荷电低压撞击器)对铁矿烧结过程微细颗粒物进行在线检测与采样,利用场发射扫描电子显微镜(FESEM EDS)对采集的颗粒物形貌特征进行分析,研究铁矿烧结过程中微细颗粒物的排放行为。研究结果表明,PM10大量释放集中在烧结升温段,且颗粒物质量浓度与数目浓度在粒径分布上有较大差异,其中质量浓度峰值区间为5.37～10.00 μm,数目浓度峰值区间为0.10～0.16 μm;形貌特征上,微细颗粒物呈规则的球形、方块形和片状;不同粒径物质组成差异明显,其中颗粒物中的K、Na主要以KCl和NaCl的形式存在,含量随颗粒物粒级的增大而略有降低。     

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.     

铁矿粉烧结制粒过程颗粒行为研究综述

摘要：烧结原料需经过制粒处理以确保高效低耗的烧结生产,即在水或其他粘结剂的参与下混合料颗粒在相互运动、碰撞中形成粒度更大且粒度分布更窄的聚团颗粒体。制粒效果受制粒设备参数和铁矿粉物理化学性质的影响,因而合适的制粒工艺和铁矿粉优化配置对烧结技术经济指标的改善具有显著作用。阐述了制粒现象的基本理论,综述了制粒过程中颗粒聚结长大的作用力以及颗粒的长大机制,制粒工艺参数如加水量、搅拌动能、制粒时间等和铁矿石的粒度组成、表面性质、颗粒形貌等性质对制粒效果的影响规律。相关结果为系统深入理解铁矿粉制粒过程以及高效生产优质准颗粒提供理论基础。     

铁矿粉对铁焦炭化过程体积演变的影响

摘要：为了研究铁矿粉对铁焦炭化过程中体积膨胀 收缩机制的影响,采用高温热台显微镜、Image pro plus软件、扫描电镜、XRD等先进的表征手段解析了不同铁矿粉及其添加量对铁焦成焦过程的宏观体积、微观结构和矿物组成的影响。研究结果表明,随着铁矿粉添加量的增加,铁焦炭化过程中的体积收缩量逐渐减小。相同铁矿粉添加量时,铁矿粉种类对铁焦炭化过程中的体积演变影响较小。炭化过程中铁焦内含铁矿物由Fe2O3逐渐还原为金属Fe,但不同铁矿物还原后在铁焦内的分布规律有所差异。     

氧分压对烧结过程中二次赤铁矿生成的影响

作为改善烧结矿低温还原粉化性能的基础,通过对不同氧分压下的赤铁矿进行热重分析,并结合显微镜下面积法,研究了赤铁矿的分解和二次赤铁矿的生成机理。实验结果表明:二次赤铁矿生成过程中自身存在大量裂纹,是产生低温还原粉化的主要因素,而气氛和温度是影响二次赤铁矿生成的重要因素;实验还获得了不同氧分压下二次赤铁矿的生成规律以及赤铁矿、磁铁矿、二次赤铁矿之间的转化关系,为降低烧结矿低温还原粉化率,合理控制烧结气氛和烧结温度提供了实验依据。