不同铁矿粉替代澳洲低铝矿粉对烧结黏结相高温行为的影响

澳洲某低铝矿粉具有低Al₂O₃、粗粒度、强同化性等优点,是国内钢铁企业进口矿石的主要来源之一,而该低铝矿粉已濒临枯竭,故寻求其他铁矿粉进行替代现已成为迫切需求。采用微型烧结等方法,考察不同铁矿粉替代该低铝矿粉后黏结相高温行为的变化。研究表明,当配加南美矿粉OA后,黏结相同化性减弱,液相流动性增强,铁酸钙含量降低;当配加北非铁矿OB粉后,黏结相同化性和液相流动性均增强,但硅酸钙含量有所增加;当配加2种澳洲铁矿粉OC和OD后,黏结相的同化性减弱,高铝脆性矿物含量增加。基于此,通过澳洲铁矿粉OC搭配北非铁矿粉OB共同替代该低铝矿粉的方式,增强黏结相同化性和流动性,提高铁酸钙含量,抑制了劣质矿物的生成。     

南非PMC精粉与两种典型褐铁矿的配矿优化

PMC精粉的铁品位及TiO₂质量分数较高，分别为62.5%和2.6%。PMC精粉较巴西卡粉和其他铁精粉资源有明显的价格优势，在铁矿石市场上有较好的流通性，广泛应用于国内多家钢铁企业的烧结生产中。邯钢烧结混匀矿中PMC精粉所占比例为4%～6%,为了更加充分合理地利用PMC精粉，根据邯钢的配矿特点，研究了PMC精粉与褐铁矿的二元、三元配矿优化问题。首先研究了PMC精粉、FMG混合粉、杨迪粉等3种铁矿粉的物理化学性质、烧结基础特性以及经过黏结相强度试验后试样的矿相组织特征；然后基于单品种矿粉的烧结基础特性，以液相流动性和黏结相强度为考察指标，开展了PMC精粉与褐铁矿的配矿优化试验。试验结果表明，PMC精粉具有TFe、CaO、MgO含量高以及SiO₂、Al₂O₃含量低等优点，但PMC精粉也存在高TiO₂、高磷且同化温度高、液相流动性差等问题，PMC精粉与褐铁矿在化学成分、粒度组成以及烧结基础特性等方面均有很好的互补性。二元混匀矿的液相流动性随PMC精粉配比的提升而减弱；二元混匀矿的黏结...     

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.      

某钢铁企业常用铁矿粉烧结基础性能及优化配矿

为了研究某钢铁企业常用铁矿粉基础特性之间的关系,优化烧结配矿,采用微型烧结法对其常用铁矿粉的烧结基础性能进行了试验研究,包括铁矿石的同化性、液相流动性、黏结相强度及铁酸钙生成能力。结果表明,澳金布巴粉同化温度最低,其同化性最强;巴西1SSFT同化温度最高,其同化性最弱。南非库伯粉液相流动性最好,澳纽曼粉流动性最差。澳金布巴粉黏结相强度最高,加拿大粉最低,澳纽曼粉铁酸钙生成能力最强,巴西2BRBF铁酸钙生成能力最弱。通过对某钢铁企业常用8种铁矿粉的基础特性研究,进行基础特性优化互补的配矿烧结杯试验,为烧结厂优化配矿提供依据。     

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。     

高硅型铁矿对烧结工艺及烧结矿冶金性能的影响

目前,全球铁矿石价格指数持续上浮,钢铁企业面临全球铁矿石资源劣质化以及钢铁产量需求提高的问题,对钢铁企业的稳定发展造成了巨大的冲击。宝武钢铁为落实高炉炼铁资源战略方针,拓宽矿石资源采购渠道,提高宝武矿石资源采购的话语权,宝钢股份宝山基地烧结工序逐步增加高硅型铁矿粉的使用量。但增加高硅型铁矿粉配比对于烧结矿固结机制以及复合铁酸钙形成机制影响尚不明确,因此以高比例高硅型铁矿烧结试验为基础进行研究。通过微型烧结试验、烧结杯试验和宝钢烧结机工业试验,探明高硅型铁矿对复合铁酸钙生成机理和固结机制以及烧结矿冶金性能的影响。结果表明,高硅型铁矿粉替换比例增加到12%时,同化性温度、液相流动性指数缓慢增加,但是连晶强度下降比较明显,连晶强度从1 080.72 N快速降低至745.79 N,主要与硅酸盐相的形成有关。随着反应时间、反应温度增加,SiO₂对黏结相生成的不利影响减弱;随着高硅铁矿粉替换图巴朗粉比例增加,铁酸钙含量增加,抑制了硅酸钙和铁橄榄石的生成,改善了液相黏结相的流动性,烧结产率和燃料单耗下降,但亚铁质量分数从8.7%增加到9.1%。综合考虑,最理想的高硅型铁矿粉替换...     

柳钢铁矿粉的高温烧结基础特性研究

对柳钢在用的8种铁矿粉的同化性、液相流动性、粘结相自身强度、铁酸钙生成特性等高温烧结特性进行了研究。在此基础上,对铁矿粉高温烧结特性进行分析和讨论,根据互补原理,确立了根据高温烧结基础特性配矿的原则。     

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。     

铁矿粉烧结基础特性之同化性研究进展

烧结矿在中国高炉的入炉炉料中所占比例为70%左右,烧结工序能耗占钢铁生产能耗的8%～10%,合理优化烧结配矿过程有利于钢铁企业增产降耗。利用铁矿粉烧结高温基础特性指导优化配矿更符合生产实际,基础特性中的同化性反映铁矿粉与CaO熔剂形成液相的难易程度,影响烧结矿的矿物组成、冷态性能及冶金性能,近年来相关研究取得了较大的进展。首先总结了铁矿粉同化性的研究历程,以及当前同化性检测的方法及设备,探讨了各种方法的优缺点,随后分析了不同铁矿粉化学成分等对最低同化温度的影响。结果表明,随着SiO₂、Al₂O₃含量的增加,最低同化温度先降低后升高;MgO、(Al₂O₃+SiO₂+MgO)含量的增加使最低同化温度升高。对不同含铁矿物而言,一般表现为褐铁矿同化性优于赤铁矿,磁铁矿的同化性最差。最后,在前人研究的基础上,基于烧结工艺、优化配矿以及实践经验,总结并探讨了现阶段存在的问题,并尝试提出了未来相关研究的方向。     

SiO_2质量分数对铁矿粉液相特性及固结强度的影响

模拟烧结实际原料条件,在固定CaO配比条件下,通过FactSage热力学软件分析探讨不同SiO_2质量分数铁矿粉在平衡态条件下的液相生成量,并采用扫描电镜分析非平衡态条件下不同SiO_2质量分数铁矿粉的粘结相生成情况;同时探讨不同SiO_2质量分数铁矿粉对固结强度的影响规律。研究结果表明:在1 300℃温度下,铁矿粉的SiO_2质量分数每提高1%,则其产生的液相量将减少4.539%;粘附粉的液相流动性与烧结体固结强度呈"倒钟型"二次函数关系,当铁矿粉SiO_2质量分数在4%左右、Al_2O_3质量分数在2%左右条件下,铁矿粉的液相流动性、铁酸钙生成量及烧结体的固结强度最优。     

铁矿粉的烧结基础特性及最佳配矿试验研究

为了探索某钢厂所用铁矿粉的最佳配矿方案,采用微型烧结试验装置对铁矿粉进行烧结基础特性及其影响因素研究,并对铁矿粉以不同配比搭配寻找最佳配矿方案。结果表明:B矿粉具有较好的同化能力和较高的液相流动性,而A矿粉具有较好的铁酸钙生成特性和较高的粘结相强度;铁矿粉中MgO、Fe_2O_3、CaO、SiO_2和结晶水质量分数等是影响铁矿粉烧结基础特性的主要因素;在考虑铁矿粉成本的条件下得出这两种铁矿粉的最佳配矿方案,即A∶B为2∶8时,混合矿粉的综合性能最好。在最佳配矿条件下混合矿粉的同化温度最低、液相流动性指数最高、铁酸钙生成能力较好、粘结相强度较高、价格最低,相应数值分别为1 190℃、3、22.49%、0.859 kN/P、537.91元/t。     

铁矿粉的烧结特性及优化配矿试验研究

 以来自澳大利亚、巴西、印度、南非以及中国的6种烧结铁矿粉作为考察对象,分别研究其化学成分、粒度组成、颗粒形貌和气孔率,并对其同化性、液相流动性、黏结相自身强度和铁酸钙生成特性等高温烧结特性进行试验测定和因素考察。在该研究基础上,提出基于铁矿粉配矿特性互补配矿原则,设计了6组优化配矿方案,对混合矿进行特性研究,且烧结杯试验结果显示获得较好的烧结经济技术指标。     

配加预处理脱硫灰对铁矿烧结基础特性的影响

 半干法脱硫灰堆弃处理占用土地且容易造成二次污染,将脱硫灰预处理后替代CaO熔剂配入烧结有望充分利用其中的熔剂组分,实现脱硫灰在钢铁企业的闭路资源化利用。研究了脱硫灰配加焦粉加热分解特性及替代CaO熔剂配加对铁矿粉烧结基础特性的影响。结果表明,配加1%焦粉可以有效提高脱硫灰分解率,减少CaSO₄的生成。随着预处理脱硫灰替代CaO比例的增加,铁矿粉同化温度和黏结相强度呈现先增加后减小的趋势;液相流动性呈现单调增加趋势,当替代比超过40%时,液相流动性形成了流动性很大的“假象”;黏结相微观结构表明,替代比例小于40%时,有利于烧结试样中铁酸钙的生成;综合考虑,最佳的替代比例应小于40%。     

MgO对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响

为了探究MgO对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响,采用Factsage 7.1热力学软件模拟分析了MgO对烧结矿液相形成性能的影响,并且开展了不同MgO含量的烧结杯试验研究。研究表明,随着MgO含量增加,烧结矿理论液相生成量减少,液相黏度降低,液相中w(Fe₂O₃)/w(CaO)增加,使得混合料中CaO的活度提高,铁酸钙相形成的热力学条件改善;当MgO质量分数由1.60%提高至1.90%,一方面,烧结矿矿相组成中枝晶状铁酸钙相含量增加,针状及板柱状铁酸钙相发展受到抑制,铁酸钙黏结相总量降低,硅酸盐相含量增加,导致液相黏结包裹矿粉颗粒能力变差,固结强度性能受到不利影响;另一方面,由于MgO是高熔点物质,矿化反应过程中,MgO易固溶进入磁铁矿晶格,并在高温固相反应中形成难熔物相,使得烧结矿磁铁矿相含量增加,赤铁矿相含量减少,从而降低烧结矿低温还原反应过程中产生的晶格结构畸变应力,改善低温还原粉化性能。     

烧结工艺中复合铁酸钙黏结相的研究进展

铁矿石烧结工艺是钢铁流程不可或缺的环节,铁酸钙作为烧结矿中最主要的黏结相,对烧结工艺及烧结矿冶金性能具有重要影响。综述了铁矿石烧结工艺中铁酸钙黏结相及其复合体系的化学组成、形成机理、还原机理和脉石成分对其影响等方面的研究进展。铁酸钙的化学组成取决于烧结矿中的Fe、Ca、Si、Al等元素的含量,复合铁酸钙(SFCA)可用通式xFe₂O₃·ySiO₂·zAl₂O₃·5CaO表示,且满足x+y+z=12;铁酸钙的生成机理受脉石成分之间的化学反应、不同温度和气氛条件下相变过程的影响,对生成机理的研究对于控制烧结矿中黏结相含量具有关键作用;铁酸钙的还原路径受黏结相组成、还原温度、气氛组成等影响,四元复合铁酸钙的还原路径暂时缺乏研究,还原机理的研究对于提高铁矿石冶炼效率和降低能耗具有重要意义;脉石材料是影响铁酸钙形成和还原的重要因素,SiO₂、Al₂O₃、MgO等可改变铁酸钙的晶体结构及其生成和还原机理。最后,基于当前铁酸钙...     

低硅低碱度烧结试验与热力学计算分析

低硅低碱度烧结可以提高烧结矿铁品位，但会恶化烧结矿质量。本文以涟钢烧结原料作为研究对象，从理论和烧结杯试验两方面对低硅低碱度烧结的可行性和下限进行研究。研究结果表明，烧结液相的生成量受碱度和SiO₂质量分数的影响很大，且烧结混合料的液相生成量与烧结矿转鼓强度呈线性相关关系；通过优化配矿，改变混合料中黏附粉的质量分数和液相生成能力，可以实现混合料中液相生成总量不变；理论分析和烧结杯试验均表明，低SiO₂质量分数烧结可以实现，但低碱度烧结难以实现，这是由于低碱度烧结会降低黏附粉的液相生成能力；低硅烧结可以实现SiO₂质量分数从5.0%降低至4.6%,提高烧结矿的铁品位0.62%,减少熔剂消耗量8.90 kg/t,低硅烧结产品的显微结构与基准产品一致，冶金性能也与基准产品相当。     

用于包钢铁矿粉的基础特性研究

文章旨在研究当前炼铁厂烧结用料的基础特性,采用微型烧结法研究了4种烧结铁料的同化性、液相流动性、粘结相强度、铁酸钙生成特性等基础特性,并揭示铁矿粉在烧结过程中的不同特性。     

基于相图分析铁酸钙流动性及烧结矿强度

 摘 要： 铁酸钙黏结相的流动性是维持烧结矿强度的重要因素。由于铁酸钙黏结相没有固定组成，首先根据相图获得不同成分铁酸钙黏结相的熔点和液相量，在不同SiO2质量分数条件下，通过试验分析了流动性与熔点和液相量的关系。结果表明，不同SiO2质量分数的矿石获得最佳流动性的铁酸钙成分和碱度不同；铁酸钙流动性与其熔点呈反比，与其液相量呈正比。在此基础上，通过烧结杯试验考察了不同SiO2质量分数矿石黏结相流动性对烧结强度的影响规律和作用机理。烧结杯试验结果表明，w（SiO2）等于4.30%的铁矿石在碱度为1.8～2.2时，烧结矿强度都比较高；而w（SiO2）等于12.42%的铁矿石在碱度为2.0时处于最高值，过高或过低都会使烧结矿强度明显下降。其根本原因是由热力学性质决定的，低SiO2矿石的液相区间较宽，高SiO2矿石的液相区间较窄，烧结生产中不建议使用高硅矿石。研究结果可为评价黏结相流动性和新矿种的应用提供理论指导。     

铁矿石同化性能试验研究与配矿优化

本文以安钢常用铁矿石为研究对象,利用偏光显微镜和矿石高温基础特性测定仪研究了铁矿石的原矿矿相结构和同化性能,从矿相结构和化学成分分析了影响铁矿石同化性能的因素,并进行了烧结配矿优化。结果表明：铁矿石同化性与铁矿石矿相结构密切相关;铁矿石同化性能与其烧损值呈正相关,烧损越大,其同化性能越好;铁矿石中SiO₂质量分数越高,铁矿石同化温度越低,同化性能越好;当铁矿石中MgO的质量分数较高时会恶化铁矿石同化性能;Al₂O₃质量分数对矿石同化性的影响因矿石类型而不同。经过配矿优化后,混合矿同化温度调整至适宜的同化区间内,烧结成品率和转鼓强度分别提高1.33%和1.98%,烧结矿冶金性能指标变优。     

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...