利用人工神经网络模型预测球团矿还原粉化指数

印度JSW钢铁公司是一家年产钢700万t的联合钢铁企业,其炼铁单元由2座COREX和3座高炉组成。COREX和高炉用球团由一个年产420万t的带式焙烧机球团厂供给。作为一项重要的冶金性能指标,球团的还原粉化指数(RDI)要求满足COREX和高炉冶炼的要求。通过建立神经元网络模型和敏感度分析,研究了给料率、料层高度、焙烧温度、干透点温度、COREX煤气单耗、膨润土的添加量、生球水分、生球碳含量、以及成品球的MgO、Al2O3含量和碱度等12个因素对球团RDI指标的影响,并对焙烧机生产球团的RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)进行了预测。结果表明,球团中MgO、CaO/SiO2,生球碳含量和Al2O3含量对球团RDI指标影响较大。预测结果与实际的数据误差低于4%。研究得出:①生球的MgO、氧化铝和碳含量以及二元碱度对球团RDI有重要影响。②随着球团MgO含量和球团二元碱度的升高,球团RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)得到改善。③随着生球中氧化铝含量的增加,球团RDI升高,因此应尽量使用低氧化铝含量的铁矿粉来降低球团中的氧化铝。随着生球中氧化铝和碳含量的增加,球团RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)有所降低。④提高球团二元碱度和MgO含量的同时,降低生球碳含量可以改善球团的RDI。因此需要对它们的配比进行优化。⑤二元碱度0.50～0.55,MgO质量分数0.35%～0.45%,生球碳质量分数1.15%～1.20%,焙烧球氧化铝质量分数低于2.5%,FeO质量分数低于0.60%时,可望得到较低的RDI。⑥相对于球团中的碳和CaO含量,最优的焙烧温度可以改善球团的RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)。⑦高给料率和较高的料层高度会使球团的RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)升高。     

脉石含量对球团矿性能的影响

应用微型烧结法，通过添加化学纯Al2O3,MgO,SiO2,CaO改变球团中Al2O3,MgO,SiO2,CaO的含量，研究了不同脉石成分对球团矿质量的影响，结果表明，SiO2含量为6.5%时，球团矿抗压强度高，Al2O3,MgO含量高对球团强度不利，应尽量降低他们的含量；在低碱度范围内，提高碱度对改善球团抗压强度有利，但FeO含量将升高。     

膨润土对白云鄂博铁精矿球团矿生球及成品球强度影响

膨润土主要作为黏结剂用于球团矿生产过程以提高球团矿强度,不同膨润土对球团矿生球及成品球强度有不同的影响.在测定两种膨润土的理化性能和化学成分基础上,将其与白云鄂博铁精矿混合造球,试验测定生球及焙烧后的成品球强度.分析可知,膨润土中胶质价含量越高,白云鄂博铁精矿球团矿生球强度越大;膨润土的吸水率高有利于提高球团矿生球抗压...     

生产操作参数对球团矿质量的影响(英文)

球团矿质量取决于生产操作参数和原料的理化性能。可以预期,特别是原料性能、混合比例、生产设备参数和焙烧过程中热处理条件的变化将导致成品球团矿特性的改变。在炼铁单元中球团矿质量起着决定性的影响,炼铁单元要提高球团矿质量,需要基本了解工厂操作条件对于球团矿质量的影响。考虑到这一点,对1号球团厂数据进行了分析。从数据分析中发现球团矿质量主要受原料氧化铝含量、生球碳和水分含量、成品球团矿FeO含量、烧透温度和焙烧机给料速率及料层高度的影响。     

中关铁矿制备熔剂性球团生球性能试验

 通过增加熔剂性球团矿的入炉比例,能够改善炉料结构,降低炼铁系统能耗,并且通过“源头减量”的途径可以降低炼铁过程中污染物的排放。实现高球比冶炼的核心环节是制备熔剂性球团,而熔剂性球团质量取决于生球的性能,因此,保证生球质量是探究熔剂性球团制备工艺较为重要的环节。由于中关铁矿硅含量较低、镁含量适宜,适合作为低硅熔剂性球团的原料。以中关铁矿为原料探究熔剂性球团的制备工艺,并在此基础上分析了影响熔剂性球团生球质量的因素(粒度、时间、水分、膨润土、SiO₂含量、碱度和MgO含量)。试验结果表明,生球的抗压强度、落下强度及爆裂温度受碱度、SiO₂和MgO含量变化的影响不大;生球的抗压强度、落下强度及爆裂温度主要受造球时间、水分、黏结剂用量、铁矿粉及熔剂的理化性能影响,并在造球时间维持为12 min、水分维持为8%～9%、膨润土用量为2%时,生球抗压强度、落下强度及爆裂温度较优且满足运输与入炉要求。     

MgO对高镁碱性球团矿强度的影响

为了探究MgO含量变化对高镁碱性球团矿强度的影响规律,采用本地磁铁矿配以钙镁添加剂的方式造球。同时运用Factsage热力学软件,液氮吸附仪,X-射线衍射仪等检测手段,探究在固定碱度为1.0前提下,MgO含量变化对高镁碱性球团矿强度的影响规律。结果表明:在固定碱度为1.0的前提下,随着MgO含量的增加,高镁碱性球团矿焙烧球液相生成量减少;庙沟矿、高镁粉及高钙粉孔径分布全在1~50 nm之间,属于介孔且相对高镁粉及高钙粉,庙沟矿的比表面积较小。球团矿生球机械强度呈先增大后减小的趋势发生变化;焙烧球强度呈先上升后下降的趋势发生变化,且在碱度为1.0,MgO含量为1.0%时强度达到最大。     

镁质含氟球团试验研究

本试验从包钢白云鄂博铁矿石的特殊性出发,采用轻烧白云石来调整含氟球团矿的碱度及w(MgO).试验结果表明:球团添加白云石后,生球成球性有所改善.在本次试验的原料条件下,焙烧温度相同时.成品球抗压强度随其w(MgO)的增加而降低;当球团矿中w(MgO)相同时,在1 150～1 250 ℃的焙烧温度区间内,其成品球抗压强度随焙烧温度的升高而升高,但当温度达到1 250 ℃以上时,其抗压强度随焙烧温度的升高而降低.     

添加MgO对球团矿成球性能及强度的影响

为改善球团矿的冶金性能,在实验室进行了添加富含MgO物料以提高球团矿MgO含量的试验。不同球团矿试样中m（MgO）／m（SiO2）比值分别为0．09、0．16、0．25、0．34,对其成球性能、生球质量、成品球抗压强度等做了试验。结果表明：添加轻烧氧化镁以提高球团矿中MgO的含量,对球团矿的成球性能、生球质量有有利影响,但在相同的焙烧条件下,会对抗压强度带来不利影响。     

有机复合粘结剂特性表征及对球团矿性能的影响

摘要：添加有机粘结剂代替部分膨润土是减少成品球团矿的脉石含量的有效途径之一。通过残烧实验和XRD研究了膨润土与有机粘结剂间的相互作用,结果表明有机复合粘结剂比原始膨润土的晶层间距增加了008 nm。造球和焙烧实验结果表明,添加有机粘结剂替代膨润土可以提高生球落下和抗压强度。气基还原实验结果表明,添加有机粘结剂替代05%（质量分数）膨润土可以提高球团矿还原性,还原粘接指数也同时升高。SEM显微结果表明,添加有机复合粘结剂可以提高球团矿的孔隙率,有利于还原气体进入球团矿内部,从而改善球团矿的还原性。为制备有机复合粘结剂球团矿提供了参考,有助于扩大有机复合粘结剂在炼铁中的应用。     

赤铁矿制备镁球团矿的研究与应用

 在高炉冶炼过程中,MgO有利于防止球团矿与球团矿之间、球团矿与烧结矿、块矿之间的熔融黏结、降低料层阻力损失、降低软融带的高度及提高煤气利用率。以蛇纹石作为含镁添加剂,研究其对赤铁矿球团成球性能、预热和焙烧性能的影响。冷态性能研究结果表明：随着蛇纹石质量分数增加,生球水分逐渐增加,生球的抗压强度提高,而落下强度和爆裂温度降低。预热性能研究结果表明：最佳预热温度为1 000 ℃,最佳预热时间为8 min,蛇纹石质量分数为1.40%时预热球抗压强度值最好。焙烧性能研究结果表明：最佳焙烧时间为12 min,焙烧温度以1 280 ℃为宜。工业试验表明：成品球团矿铁品位及还原度降低但是综合品位[w(TFe)＋w(MgO)]提高,还原膨胀率减小,软化开始温度升高,软化结束温度降低,球团矿的高温冶金性能得到改善。成本分析表明：镁球团矿原料成本降低。高炉应用效果表明：铁水质量得到改善,铁水合格率达到99.97%,一级品率达到75.06%,炉渣中[w(MgO)]增至8.10%,[w(Al2O3)]降低至14.72%,[w(MgO)/w(Al2O3)]上升至0.55。     

Replacement of bentonite in hematite ore pelletisation using a combination of sodium lignosulphonate and copper smelting slag

Bentonite is the most common binder used in iron ore pelletisation owing to its good bonding properties in green and dry pellets at both ambient and elevated temperatures. However, due to its high alumina and silica content, it increases the slag volume and energy consumption in downstream processes. Organic binders may be used to replace bentonite; however, they fail to provide strength at a high temperature (700–900°C) due to poor thermal stability during pellet induration. In the present study, an organic binder Na lignosulphonate (NLS) has been used along with copper smelting slag (Cu-SS). FeO in Cu-SS provides diffusion bonding at high temperature and maintains the strength of pellets even after evaporation/burning of NLS. It also enhances recrystallisation bonding at relatively lower temperature to provide good strength. The study has been carried out with hematite ore and varying amounts of NLS and Cu-SS. Copper smelting slag (1.0%) addition with 0.5%NLS has been found to be optimum to provide very good green properties and ～300?kg/pellet cold crushing strength (CCS) at 1250°C induration temperature. However, hematite pellets of similar basicity with 0.5% bentonite requires higher induration temperature (1300°C) to achieve a similar CCS. The developed pellet also shows better reducibility (80%), similar reduction degradation index (18%) and swelling index (10%) to the usual bentonite pellet. Thus, the induration temperature of hematite pellet has been lowered by 50°C using a combination of NLS and Cu-SS eliminating bentonite completely, which can provide a considerable energy and cost saving.     

Application of artificial neural network model to predict reduction degradation index of iron oxide pellets

Abstract

The reduction degradation index (RDI) is an important metallurgical property of iron ore pellets used for the production of RDI from shaft furnace or for use in blast furnaces. In order to develop a control strategy, a neural network model has been developed to predict the RDI of pellets from 13 input variables, namely feedrate of green pellets, bed height, burn through temperature, firing temperature, specific corex gas consumption, bentonite, moisture and carbon content in green pellets and Al₂O₃, SiO₂, CaO, MgO and FeO in fired pellets. The RDI of pellets was more sensitive to variation in MgO, CaO, bentonite and green pellet carbon content. The predicted results were in good agreement with the actual data.     

高硅镁质熔剂性球团成球过程及冷态性能实验

生球质量的好坏是直接关系到企业是否顺利生产高质量熔剂性球团的前提。为探明SiO2、碱度及MgO含量对生球性能的影响规律,以唐钢生产所用3种磁铁矿为原料,通过添加生石灰调节碱度,添加白云石调节MgO含量,配比3种铁矿粉调节SiO2含量,进行了造球及生球冷态性能的试验。研究发现,无论是改变SiO2、碱度还是MgO含量,其生球适宜水分基本都保持在8%~9%(质量分数)之间。生球的成球率维持在90%以上,成球率良好。生球的抗压强度、落下强度的大小以及爆裂温度的高低,主要受铁矿粉及熔剂的粒度组成、物理性能以及生球适宜水分大小的影响。     

碱性含镁球团矿的应用及合理炉料结构研究

使用碱性含镁球团矿可提高氧化球团矿质量,进而改善高炉生产指标.从理论上分析了碱性含镁球团矿的冶金性能,并探讨了包钢高炉炼铁合理的炉料结构,研究结果表明:碱性含镁球团矿中合理的MgO的质量分数为1.8%,烧结矿中合理的MgO的质量分数为1.8%、碱度为1.7.依据包钢现有的资源条件分析了通过添加轻烧白云石细磨粉,制作含镁碱性球团的可行性.     

球团矿化学成分控制现状及展望

 综述了近年来国内外高炉球团矿使用比例的现状,分析了球团矿化学成分控制以及不同化学成分对球团矿冶金性能的影响。分析表明,多数国内钢铁企业球团矿TFe的质量分数较低,SiO₂质量分数较高且差异较大。不同企业球团矿Al₂O₃和FeO的质量分数不同。应控制球团矿中SiO₂、Al₂O₃和FeO的质量分数。随着CaO和MgO质量分数的提高,球团矿抗压强度均降低。适宜质量分数的CaO有利于改善球团矿的还原膨胀性能。随着MgO质量分数的提高,球团矿的还原膨胀性和软熔滴落性能均变好。高炉炉料结构采用低MgO烧结矿、酸性球团矿和镁质球团相结合,可以充分发挥球团矿的冶炼优势,实现球团矿入炉比例的提高。MgO和CaO在球团矿焙烧过程中的作用机理,以及如何控制镁质球团中的液相含量以提高球团矿的抗压强度等需要进一步深入研究。     

鞍钢球团生产工艺的发展与高炉炉料结构的进步

介绍了鞍钢球团生产系统从"七五"到"十五"的技术改造(从隧道式焙烧机方团矿的生产到带式焙烧机和链箅机-回转窑的全面推广),通过引进和开发球团生产新技术,使球团矿技术经济指标明显改善.高炉从使用单一的自熔性烧结矿到现在的高碱度烧结矿搭配酸性球团矿的合理炉料结构,高炉技术指标实现了质的飞跃.     

超大型高炉高球比低碳冶炼技术应用

为实现低碳炼铁生产,首钢基于秘鲁矿粉资源高品位低硅含量的特点,确定了高炉高球团比例冶炼的技术路线。依据炉渣碱度平衡、球团性能和炉料结构软熔性能试验研究,开发出35%碱性球团矿 + 20%酸性球团矿+ 40%烧结矿 + 5%块矿的高炉基础炉料结构。根据高比例球团矿同时抑制边缘和中心的特性,通过料序控制减少球团在边缘与中心的分布,实现酸碱性炉料的均匀混合,并采用中心加焦布料方式开放中心、适当疏导边缘,以稳定煤气分布。在活跃炉缸基础上,通过高富氧高顶压控制炉腹煤气指数来降低压差提高冶炼强度。低渣比下通过提高镁铝比至0.60~0.65来改善脱硫排碱能力。55%球团比例下高炉实现了高效稳定顺行,平均利用系数达到2.3 t/(m3·d),渣比低于220 kg/t,燃料比降至480 kg/t,炼铁系统碳排放降低8.6%。     

Investigation of factors affecting pellet strength in straight grate induration machine

Abstract

During induration in a straight grate machine, the green pellets pass through four different thermal treatments, namely drying, preheating, heating and cooling. The pellet bed is fired with downdraught firing leading to thermal gradients through the bed. Corex sludge, which is used as fuel in the pellet mix, supplies the necessary energy for uniform heating of the pellet. The physicochemical conditions, e.g. the temperature and oxygen partial pressure mainly depend on the amount of fuel incorporated in the pellet mix. As a result the percentage and the distribution of various phases in the pellets vary, leading to deviation in quality. To study the distribution of phases and their impact on cold crushing strength at different carbon levels (1·20 and 1·35%), pellets from different layers of the induration bed in an industrial straight grate were characterised. It was observed that the strength of the pellets varied from 142 to 268 kg/pellet and 128 to 245 kg/pellet across bed, with carbon 1·20 and 1·35% respectively. It was found that middle layer pellets had higher strength compared to top and bottom layers. It was observed that amount of hematite, magnetite, porosity and the pore size plays a significant role on the pellet strength. Pellets with 1·20% carbon showed better physical and microstructural properties across the pellet bed compared to pellets with 1·35% carbon.