延长回转窑结圈周期的生产实践

针对宣钢回转窑结圈的难题,本文采用宏观观测和XRD检测方法对其结圈物形成的过程及原因进行了分析.结果 表明:回转窑中球团含粉末多,高温焙烧导致粉末之间产生固相反应是产生结圈的主要原因;球团中SiO2、CaO质量分数高,易生成低熔点的铁橄榄石、钙铁橄榄石液相,是产生结圈的诱因.在此基础上,本文通过采取调整配矿、降低脉石占...     

回转窑结圈的原因分析及防治

针对河钢宣钢回转窑结圈的难题,采用XRD对结圈物进行了定性分析,结果表明回转窑中球团含粉量大,高温焙烧导致粉末之间产生固相反应是产生结圈的主要原因;球团中SiO2、CaO含量高,易生成低熔点的铁橄榄石、钙铁橄榄石液相是产生结圈的诱因.通过调整配矿结构,降低脉石含量;完善工艺设施,防止粉末进入回转窑;规范工艺操作,稳定热...     

昆钢球团回转窑结圈机理研究及预防控制

重点研究了昆钢球团回转窑结罔物的性状、化学成分及矿相组成,以揭示其结圈机理.结果表明.在正常操作温度下,结圈物不会发生软熔,而粉末之间发生周相反应,可以导致结圈的发生;另外,结圈物的同结机理是以Fe2O3再结晶的固相固结为主,低熔点物质的液相固结起辅助作用,与普通球团矿的固结机理基本一致.在此研究的基础上,通过有针对性地采取调整原料结构、强化造球改善生球质量、优化预热焙烧操作以及规范开停机制度等措施,使回转窑结圈基本得到了控制.     

燃煤特性对回转窑结圈的影响

为了解决或延缓回转窑结圈的问题,分析了A,B,C3种燃煤的反应性、燃烧性及其灰分的软熔性和粘结性,同时分析了燃煤特性对回转窑结圈的影响。研究结果表明:煤着火温度低,能减少窑内黑火头的范围;煤反应性较弱,燃烧时间较长,其在回转窑中燃烧区间长,保证窑尾和链篦机预热段所需高温;煤灰软熔性好,不易形成低熔点物质;煤灰粘结性弱,不易粘结而形成结圈。     

镁质熔剂性球团回转窑结圈探析

为充分掌握熔剂性球团回转窑结圈行为,依托链篦机回转窑生产线,分别生产了碱度0.3和碱度1.0两种球团,对原料性能和生产过程进行分析,并对回转窑结圈物的宏观形貌、微观结构和成分组成进行分析。结果表明,生产碱度0.3的球团,回转窑结圈率低于碱度1.0的熔剂性球团,其结圈物结构较致密,结圈原因主要是由于堆积的粉末经过高温固结同时产生部分低熔点的液相。而碱度1.0的熔剂性球团结圈物强度较低,呈层片状结构,其结圈原因主要是由于焙烧温度相对较低,球团粉率较高,形成粉末堆积。     

氧化球团回转窑结圈物显微结构的特性

由于回转窑结圈现象频发,制约了球团生产水平的提高。通过对回转窑结圈物的显微结构、化学成分及矿相组成进行分析,以揭示物料在回转窑内的固结规律。研究结果表明:结圈物的主要矿物为铁氧化物,外层铁氧化物主要是Fe2O3,内层主要是Fe2O3、Fe3O4,铁氧化物内、外层平均质量分数可达到68.5%、85.05%,而液相量质量分数只有12.2%。结圈物外层存在由煤粉不完全燃烧沉积形成的渣相固结。     

链箅机-回转窑球团工艺中结圈物对耐火材料的侵蚀

在链箅机-回转窑球团工艺中，结圈物侵蚀耐火材料问题是生产潜在隐患。基于年产120万t的链箅机-回转窑球团生产过程中出现的实际情况进行研究，分析结圈物侵蚀耐火材料的路径及机理。结果表明，结圈物中Fe₂O₃组分对耐火材料固溶矿化是其侵蚀的主要驱动力，并且Fe₂O₃微晶自由迁移渗透导致耐火材料侵蚀逐步加深；在回转窑喷吹煤粉模式下，整修开炉后失常含壳球团的生成归因于煤粉燃烧产生的低熔点粉煤灰；结合矿相组成分析和失常含壳球团的成因，得知粉煤灰是结圈物对耐火材料侵蚀行为的潜在参与者。研究结果可为回转窑结圈侵蚀控制与预防提供指导。     

回转窑结圈物结构及结圈机制

 回转窑结圈不仅与回转窑的传热过程有关,还与物料的输送、物料挥发分析出、挥发分燃烧等多种物理化学反应有关。通过研究结圈物的特征,对结圈机制进行了分析,并提出预防回转窑结圈措施。研究结果表明,在回转窑结圈过程中,煤粉对结圈的影响不仅仅是对温度的影响,还使结圈物本身的性质发生改变。随着煤粉含量的增加,结圈物熔点下降;同时,煤粉的增加促进了粉末的固结,更易形成结圈。     

氧化球团链篦机-回转窑结圈机理的研究

回转窑结圈是一个复杂的过程,一直困扰着链篦机-回转窑球团工艺的发展.为深入研究回转窑结圈的机理和影响因素,针对煤气供热氧化球团回转窑结圈,将回转窑分为窑头、窑中、窑尾3段,根据每段回转窑结圈的特征,分别研究了各段结圈形成的原因及影响因素,并提出相应的缓解回转窑结圈的措施.     

程潮铁矿球团控制回转窑结圈的实践

回转窑结圈是制约球团连续生产和工艺正常运行的瓶颈.2008年以前,程潮铁矿球团生产过程中回转窑结圈严重,极大地影响了生产的持续进行.该矿在对回转窑结圈原因进行分析的基础上,有针对性地采取了一系列措施:如加强对原料的处理,提高生球质量,规范热工工艺制度及移动煤枪等,有效地抑制了回转窑结圈,基本实现了两个月连续生产.     

CHARP工艺过程中的硫行为及硫控制

 对转底炉煤基热风熔融炼铁工艺(CHARP)含碳球团还原熔分过程中硫的分配、硫的行为以及如何降低或控制珠铁中的硫含量进行了实验研究。结果表明，除了控制原料中以及垫底料中硫含量以外，应尽量缩短珠铁形成以后其在炉内的停留时间，防止液态铁从垫底料中吸硫；垫底料中混合适量的固硫剂有利于降低珠铁中硫含量。含碳球团中碱度对珠铁降硫作用不大，添加适量的Na2CO3和MnO2对珠铁具有较显著的降硫效果。氧化性气氛可促进含碳球团中硫的挥发。     

赤泥预还原球团的熔分

为了实现赤泥资源高附加值化综合利用,通过高温模拟试验对赤泥含碳球团还原焙烧-熔分过程进行研究。将赤泥含碳球团在1 200℃下进行还原焙烧,并结合相图分析,向粉碎后的焙烧球团中添加一定比例的CaO、Al_2O_3进行调质和熔分。结果表明,赤泥含碳球团在1 200℃下还原12min后金属化率可达91.3%,还原效果良好;在1 450℃下进行还原熔分,可实现渣铁的有效分离,金属铁收得率可达到90%以上,所得铁水质量符合炼钢要求;熔分渣中w(TFe)可降至0.5%以下,渣中主要物相为12CaO·7Al_2O_3、CaTiO_3和2CaO·Al_2O_3·SiO_2,通过熔点性能测试试验,熔化性能符合钢液脱硫条件。     

Cold bonded ore–coal composite pellets for sponge ironmaking Part 1 Laboratory scale development

Abstract

There is a need for the development of efficient industrial processes to use iron ore fines of high grade. Attention is particularly drawn to rotary kiln sponge ironmaking technology using lump iron ore, where productivity is low and energy consumption high compared with gas based processes. Fundamental studies carried out elsewhere indicate that the reduction of lump iron is accelerated if a limited amount of carbonaceous material is incorporated in the agglomerate of iron ore fines. Based on these considerations, cold bonded ore–coal composite pellets have been developed for sponge ironmaking in a rotary kiln. These composite pellets were tested in the laboratory and found to reduce very quickly, compared with lump iron ore. Composite pellets were also tested in an 8 t/day rotary kiln sponge iron plant giving enhanced productivity and lower coal consumption, and these results will be presented in Part 2 of this paper (next issue).     

铁粉矿在HIsarna工艺中预还原行为的研究

通过高温实验与理论分析研究了铁粉矿颗粒在高温下的热分解和熔化行为,以及熔化后气体与熔融粉矿液滴之间的还原动力学.当温度高于FeO熔点且产物层中有FeO生成时,铁粉矿颗粒会出现熔化现象.还原反应前210 ms伴随着剧烈的热分解反应,主要是Fe_2O_3分解成Fe_3O_4.熔化后的铁粉矿颗粒产物层是液态的FeO,颗粒中心是未反应的固态Fe_3O_4,还原反应发生在颗粒表面.Fe~(3+)在产物层中的扩散是还原反应的限制性环节,通过计算得到气体与熔融铁粉矿颗粒还原反应的表观活化能约为141 kJ/mol.     

铁精矿冷固球团矿煤基回转窑直接还原新工艺

铁精矿冷固球团矿煤基回转窑直接还原新工艺的关键技术包括复合粘结剂及相应的配套实用技术,提出了含复合粘结剂的生球强度界面作用力综合模型,冷固球团矿强度的粘结膜机理,含复合粘结剂的冷固球团矿催化还原体积反应机制及全窑高温快速还原热工制度。     

含碳球团低温熔分过程中硫的行为

 根据低配碳比含碳球团还原低温熔分制备粒铁的技术思想,对含碳球团还原熔分过程中硫的分配及硫的行为进行了试验研究。结果表明,影响产品铁粒中硫质量分数的主要因素为碳质垫料、球团原料中硫量以及熔分后铁粒在炉内的停留时间。为了降低铁粒中硫质量分数,应尽量限制煤粉、铁矿带入的硫量。要选择硫量较低的碳质垫料,尽量缩短熔分后铁粒在炉内停留时间。垫料中混和适量的固硫剂有利于降低铁粒中硫质量分数。球团中添加CaO未见有脱硫作用,铁粒中硫质量分数反而稍有增加。球团中配碳比的增加会导致含碳球团中煤粉带入的硫量的增加,因此配碳比的增加会稍微提高铁粒中硫质量分数。     

Melting Characteristics of Iron Ore Fine During Sintering Process

  The whole melting curve of iron ore during sintering process was obtained, and the melting characteristics of iron ore were defined and explained. The whole melting process of mixture, mixed by iron ore and CaO reagent at basicity of 20 and 40, respectively, was observed using a SiC heating furnace with camcorder unit, and the melting curves of mixture that were relative height vs temperature curves were obtained. Besides, the melting characteristics of iron ore during sintering were introduced through defining some points in the melting curves, such as liquid forming temperature, inflexion temperature and flowing temperature, and the meaning of different shapes of the melting curves was clarified.     

回转窑一步法直接还原铁生产的试验研究

以新疆磁铁精矿为原料,采用一步法直接还原,研究高强度、高还原性预热球团的制备及煤基直接还原的工艺.研究了实验室转鼓模拟回转窑装置中直接还原铁的生产工艺.讨论了配碳比、反应温度、反应时间等工艺参数对金属化率、脱硫率等回转窑直接还原铁的主要质量指标的影响,提出了本试验原料条件下,回转窑生产直接还原铁的最佳工艺参数.研究结果...     

Flow of materials in rotary kilns used for sponge iron manufacture: Part III. Effect of ring formation within the kiln

The formation of accretions or ’rings’ in rotary kilns used for the manufacture of directly reduced iron (sponge iron) affects the residence time of the charge, kiln hold-up, and the kiln output to a great extent. In this part of the work, the effect of ring formation was simulated at room temperature in a scaled-down model of a rotary kiln by inserting conical dams in the shape of frustrums of cones through the feed end of the kiln. The influence of such conical dams on various operating parameters was evaluated.     

高炉使用高比例球团的战略思考与球团生产的试验研究

 从战略发展角度分析了高炉使用高比例球团的优势和存在的问题,指出了高炉使用高比例球团的战略机遇。根据国内高硅铁精粉特点,开展了高硅酸性和熔剂性的镁质球团造球、干燥和焙烧等基础研究,分析了球团抗压强度、高温冶金性能、回转窑生产过程结圈形成机理等基础特性,提出了球团生产的基本操作参数设计特点,实现了链箅机回转窑生产高硅镁质酸性和熔剂性球团的稳定连续生产。完成了高比例球团矿高炉冶炼生产试验。实践证明,高比例球团矿冶炼的高炉生产稳定顺行,各项指标优于高比例烧结矿冶炼的高炉,操作思路可复制、冶炼结果可重现、操作经验可推广,并且环境效益巨大,SO₂、NO_x、PM和CO₂的排放远远优于高比例烧结矿生产的高炉。可以预见,优质冶金球团的制备和高炉高比例球团冶炼将是破解中国钢铁长流程降低污染物排放,实现低碳冶炼和可持续发展的最佳举措。