高氧化镁烧结矿工业试验

包头铁精矿含氟和钾、钠较高,用这种精矿生产的碱度为1.7～2.0的烧结矿,某些冶金性能不好,与兄弟单位相比,反映在软化温度和熔点低,低温还原粉化严重。加之     

高碱度高氧化镁烧结矿冶金性能的研究

包头铁精矿的特点是含氟、钾、钠,生产自熔性烧结矿时质量差。1976年采用高碱度烧结工艺后,烧结矿的冷、热强度、还原性均有显著改善。但由于氟、钾、钠的作用,高炉结瘤问题仍然没有解决。为此,首先进行了添加白云石的实验室试验;1980年又进行了高碱度高氧化镁烧结矿工业试验。当氧化镁含量为3～4％时,烧结矿的矿物组成发生了变化,其软化、熔化温度分别提高了50℃和55℃,低温还原粉化率降低了63.8％,同时高温还原性能也改善了,这表明添加白云石是改善高碱度高氧化镁烧结矿冶金性能的好方法。     

高炉碱金属富集区域钾、钠加剧焦炭劣化新认识及其量化控制模型

碱金属对高炉内焦炭的破坏大多通过研究碱金属碳酸盐对焦炭气化反应的影响,从而得出钾、钠破坏性相近,在控制碱金属入炉时也基本不对二者进行区分;但高炉调研表明在碱金属富集明显加剧的区域碱金属碳酸盐已分解且焦炭中钾含量均大于钠.本文通过热力学计算得知在碱富集区域碱金属主要以单质蒸气而非碳酸盐或氧化物形式存在,据此设计了模拟此区域有无CO₂时钾、钠单质蒸气在焦炭上的自主吸附和破坏实验,结合原子吸收光谱法、X射线衍射法和扫描电镜-能谱分析发现钾蒸气和焦炭中灰分大量结合形成钾霞石后体积膨胀、裂纹扩展导致碱金属富集区域钾在焦炭上的吸附和破坏能力均远大于钠,因此建议尽量采用低灰分焦炭并严格控制入炉钾负荷.进一步研究体系中不同钾蒸气含量对气化反应的影响规律,得出当钾蒸气与焦炭的气固质量比率超过3%后焦炭反应性陡升.依据碱金属富集区域钾、钠在焦炭上的不同吸附和破坏性,建立了钾、钠各自入炉上限及总量上限的量化控制模型.     

包头矿在高炉冶炼中软熔成渣过程的岩矿相研究

为搞清包头矿在高炉内的软熔成渣过程和初渣形成过早的原因,作者对包钢饶结矿和太钢烧结矿等7种炉料在55m~3高炉内的冶炼样品进行了岩矿相观察。包钢烧结矿的成渣过程基本上是部分枪晶石转变为黄长石的过程。在造渣过程中,存在严重的钾、钠、氟的循环富集,严重降低成渣温度。冶炼配加4％氧化镁的包钢烧结矿,钾、钠、氟的影响明显减小,成渣带下移。与包钢烧结矿粘结相矿物组成截然不同,不含氟,钾、钠含量低的太钢烧结矿,其成渣基本为硅酸二钙和钙铁橄榄石向黄长石转变的过程,钾、钠对成渣过程影响不明显,成渣带显著下移。     

混合料水分对承钢钒钛磁铁矿烧结的影响

研究了混合料水分对承钢含钒钛烧结过程、烧结矿的矿物组成、矿物结构、烧结矿强度和烧结矿冶金性能的影响,发现适当提高烧结混合料水分对于改善承钢烧结矿的质量和提高产量十分有利,但水分过高会对烧结矿质量和产量都产生不利影响,确定承钢烧结混合料水分应控制在7.5%左右.     

冶金高炉内的金属填充材料比例分配研究

冶金企业在高炉冶炼过程中,高炉内需要添加钾、钠等碱金属填充材料,如果碱金属填充材料分配比例失衡,极易加剧烧结矿还原粉化而产生球团矿异常膨胀现象,而严重影响高炉的运转性能与使用寿命。因此,本文将围绕冶金高炉内碱金属填充材料的化学反应过程与分配比例展开全面论述。     

冶金高炉内的金属填充材料比例分配研究

冶金企业在高炉冶炼过程中,高炉内需要添加钾、钠等碱金属填充材料,如果碱金属填充材料分配比例失衡,极易加剧烧结矿还原粉化而产生球团矿异常膨胀现象,而严重影响高炉的运转性能与使用寿命。因此,本文将围绕冶金高炉内碱金属填充材料的化学反应过程与分配比例展开全面论述。     

X射线荧光光谱法测定焦炭灰分碱金属的含量

焦炭中碱金属含量的准确测定对焦炭质量控制具有重要意义。目前焦炭中钾、钠的分析方法实验周期长,工作效率低,不适合大批量的检测要求。通过熔片制样后利用X射线荧光光谱仪建立焦炭灰中钾、钠的分析曲线,快速进行测定焦炭灰分钾、钠含量。本方法分析周期短、效率高,准确性和稳定性较好,实验过程可控性强,完全满足生产要求。     

钾、钠对焦炭劣化作用

为了研究碱金属钾、钠对焦炭劣化作用的区别,首先将焦炭置于不同含量的钾、钠气氛下进行吸附实验,然后对吸附碱金属后的焦炭进行扫描电镜观察、能谱及X射线衍射分析和热态性能测试.由于钠更加容易以表面吸附的形式覆盖在焦炭表面,所以在碱蒸气质量比相同的气氛下,钠的吸附量要高于钾.表面吸附的碱金属对焦炭溶损反应有阻碍作用.在相同吸附量情况下,吸附钾后的焦炭中与碳化学结合的钾居多,反应性更高.另外,钾金属本身对焦炭破坏作用就很大,钾原子会插入碳层引起微晶多维膨胀,使焦炭微观组织产生破裂,并且这些新生的裂纹导致吸附钾焦炭与吸附钠焦炭在溶损方式上的不同.     

钾、钠、氟在高炉冶炼过程中的行为

本文着重分析钾、钠、氟在高炉内的行为。主要的依据资料是炉内的气体、固体取样和渣铁成分分析。文中指出钾、钠、氟在炉内的循环富集主要区域是炉腹炉腰及炉身中下部,并具体叙述了在纵向和横向的分布趋势及影响因素。提高炉渣的排碱能力是防止和削弱碱金属危害的主要措施。提高烧结矿中的MgO含量,降低炉渣碱度,降低生铁含硅量,适当增加渣量等都有利于加强炉渣的排碱能力。从各种取样中查明,从炉渣排走的钾比钠少,而炉料中钾的富集比钠多,说明必须以钾为主要控制对象。从气相中钾、钠、氟含量的测定可以初步看到分布规律,并初步明确了气相中钾含量与炉料、炉况及渣碱度的关系。     

碱金属对焦炭热性能的影响

通过模拟高炉内焦炭同时受钾和钠蒸汽影响的实际情况,得到在钾和钠不同比例条件下焦炭结构和热性能(CRI、CSR)的变化。结果表明,碱金属的比例达到3%时,就会破坏焦炭结构,而且随着钾蒸汽比例的提高,焦炭粉末也会增多,这表明钾蒸汽对焦炭结构造成了巨大破坏。当钾和钠的质量比为3︰7时,焦炭的反应性(CRI)达到最高,反应后强度(CSR)达到最低。通过扫描电镜和能量光谱仪观察发现,焦炭基体和矿物质中均存在钾和钠;通过X射线衍射检测发现,焦炭和碱金属蒸汽发生反应生成了霞石,霞石中钾和钠的含量取决于碱金属蒸汽中两者的比例。     

碱金属对高炉炉料的影响

通过研究碱金属对邯钢高炉炉料的影响,得出随着温度的升高,炉料吸附碱金属含量逐渐上升,但在1100～1300℃时炉料吸附碱金属含量随温度上升而下降。随着烧结矿、球团矿和焦炭粒度的增加,吸附的碱金属含量均减小。随着碱金属含量的增加,焦炭反应后的强度下降,反应性升高;烧结矿、球团矿的低温还原粉化率RDI-3.15和RDI-0.5升高,RDI+6.3迅速下降。     

配加白云石烧结矿的岩相研究

在含有钾、钠、氟的矿物中加入适量的白云石,可以提高烧结矿的软熔温度。本文概括了对添加不同数量白云石的烧结矿系列进行研究的结果。     

包钢烧结矿及球团矿在高炉内的冶炼特性及破损的试验研究

本文通过55米³高炉的冶炼试验获得了包钢烧结矿及球团矿的冶炼特性及在炉内的破损情况。为了进行对比,并对白云矿高氧化镁的包钢烧结矿及太钢烧结矿进行冶炼试验。
通过试验确定了包钢烧结矿及球团矿冶炼性能差、容易结瘤的主要原因是该矿软熔温度低、膨胀粉化高,而其中碱金属及氟的循环富集造成的破坏作用起了决定性的影响。文中并提出了改进包钢烧结矿及球团矿冶炼性能的措施。     

含钛高碱度烧结矿软熔成渣行为

通常认为含钛烧结矿铁品位低、成分和矿相复杂,与普通烧结矿相比更加难以在高炉中冶炼。然而实际生产中,冶炼含钛烧结矿的高炉利用系数并不低,原因是其软熔成渣行为与普通烧结矿具有很大差异性。为弄清差异产生的原因、解析含钛烧结矿在高炉中的熔炼情况,通过测定现场含钛烧结矿的软熔性能,并利用扫描电镜和X射线衍射分析熔滴特征温度下中断试样的微观结构和矿相组成,阐明其在软熔过程中的成渣特点。结果表明,含钛烧结矿软熔温度较低,最大压差为547 kPa,低于典型的普通高碱度烧结矿。软熔过程渣中矿相主要为FeO、黄长石和钙钛矿,共晶温度低是软熔温度较低的主要原因。压差曲线表现出二次陡升特点,这是渣相熔化温度与金属铁熔点相差过大造成的。     

太钢烧结矿与包头烧结矿冶炼对比试验

以包头高碱度烧结矿和太钢高碱度烧结矿冶炼试验为依据,从六个方面作了对比分析。两种烧结矿的根本区别在于包头矿中含有较多的钾、钠、氟。由于碱金属和氟的循环富集,促使高炉下部的压差增大,软熔带上移。从两种矿石的碱负荷差异,计算出高炉碱负荷每增加1％,产量平均降低2.5％,焦比升高0.8％。为了改善冶炼包头矿的技术经济指标,防止结瘤,必须降低碱负荷和矿石的含氟量,同时还要在操作中采取排碱措施,保持炉况顺行。     

包钢高炉的结瘤与防瘤

白云鄂博矿石中含有较多的氟、钾、钠等元素,因此矿石的软熔温度低,炉渣易熔易凝,碱金属在高炉中循环富集。包钢高炉投产20多年来,大约有70％的时间里都是带瘤作业,致使生产指标长期落后。1980年开展炉瘤攻关以后,采取了筛除烧结矿中的粉末,贯彻“稳定顺行”的操作方针,用硅石作熔剂,降低炉渣碱度,加强排碱措施,使高炉结瘤情况有了根本性的好转,高炉产量和焦比逐年改善。     

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.     

2#烧结机配加高比例回收料的生产实践

为合理利用烧结、高炉、炼钢产生的回收料,减轻回收料中碱金属高和粒度细的不利影响,通过加强对2#烧结机除尘灰的使用管理、合理安排料仓输灰时间、改进料仓的震仓装置等措施,实现了合理高比例配加回收料,减轻了回收料对烧结矿质量的影响,为高炉顺行提供了保障.     

小球团低硅烧结技术研究

研究了降低小球团烧结矿SiO2含量对烧结矿产质量的影响规律，提出了要实现小球团低硅烧结应采取的措施。研究表明，当烧结矿SiO2含量降至4．4％～4．9％时，对烧结矿的产质量影响较大。适宜焦粉配比为6．6％；生石灰配比每增加1％，混合料适宜水分增加0．28％。实现小球团低硅烧结时应尽可能提高烧结矿碱度，以弥补低硅烧结时因降低烧结矿SiO2含量而带来的不利影响；改善烧结料层透气性，实行厚料层烧结，是实现小球团低硅烧结的一项重要措施，根据原料与装备情况，应尽可能提高料层高度。