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。     

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。     

烧结工艺合理使用粗粒级低质矿的研究

对武钢使用3种粗粒级低质铁矿的常温和高温烧结性能进行了研究,并比较了3种铁矿粉和生产用混匀矿的烧结液相生成规律和粘结效果。结果表明:依据矿粉的粒度和烧结液相行为能有效指导烧结配矿;配加8%的A粉或B粉有利于改善烧结矿强度(转鼓指数)、煤耗等指标,B粉会降低烧结矿的低温还原粉化性;粗粒级低质矿用量增加会降低烧结矿强度和低温还原粉化率。     

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。     

基于天钢铁矿粉高温性能的烧结优化配矿

在对天钢生产中常用七种铁矿粉同化性、液相流动性测试分析的基础上,根据矿粉高温特性互补的配矿原则提出了五组优化配矿方案,并进行烧结杯实验。结果显示:与基准配矿(当前生产)方案相比,优化配矿方案的烧结综合指标有所增加,烧结矿的转鼓强度、冶金性能也得到改善,表现为还原性提高,低温还原粉化性能变好,开始软化温度升高,软化及滴落区间变窄。基于铁矿粉高温性能的优化配矿为现场生产变料及合理采购原料提供了有力的技术支持。     

烧结矿粘结相粘结强度特征数的研究

烧结过程中,铁矿粉粘结相与未熔含铁矿物间的粘结强度,对烧结矿的形成及强度都起着至关重要的作用。对8种不同铁矿粉烧结产生的粘结相的粘结强度进行研究,对烧结矿的形成过程进行微元选取和理想处理。测定粘结相与未熔含铁矿物两者之间的剪切力来表征粘结相的粘结强度。充分考虑不同矿粉高温特性和国内使用情况的差异,选取同化性能、液相流动性能居中,配矿占比高且应用广泛的PB粉作为基准矿粉,建立粘结相粘结强度特征数,并可作为参考指标进行指导配矿。     

铁矿粉高温性能特征数的配合性研究

利用"高温性能特征数"对铁矿粉的高温性能进行评价,在对单种铁矿粉的高温性能进行实验分析的基础上,增加了对混合矿高温性能的实验研究。通过对铁矿粉的两两混合、三三混合及四四混合进行实验,以此来揭示混合矿的高温性能与单种矿高温性能之间的关系。经实验研究发现,混合矿的高温性能与单种矿的高温性能近似满足线性相关性,其可用来指导配矿。     

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。     

烧结优化配矿技术研究

为了改善烧结矿质量、降低炼铁成本,河钢邯钢对8种常用铁矿粉高温特性进行了研究。在此基础上,根据铁矿粉高温特性互补原理,设计了7组配矿方案并进行了烧结杯实验,获得了较好的烧结效果。验证了基于铁矿粉高温特性的烧结优化配矿方法是科学可行性的,为改善烧结矿质量及冶金性能提供了技术依据。     

铁矿粉制粒粘结特性的研究与生产应用

为了更好地评价铁矿粉的烧结混匀制粒效果,改善烧结矿质量,对铁矿粉制粒粘结特性进行研究。将首钢京唐烧结所使用的富矿粉配制成不同的混合物料浆体,使用流变仪对混合物料浆体的屈服剪应力进行测量,根据屈服剪应力值对首钢京唐14种矿粉的制粒粘结特性进行分类及排序,采用烧结矿粉制粒粘结特性指标评价方法,结合配矿资源特点,进行优化配矿结构烧结杯试验和生产应用。结果表明:14种富矿粉可分为高粘结矿粉、中高粘结矿粉、中低粘结矿粉以及低粘结矿粉4类,其粘结特性从大到小的大致排序:赤铁矿半赤铁矿半褐铁矿褐铁矿;采用制粒粘结特性进行配矿结构优化后,烧结混合料平均粒径改善0.5 mm,返矿率降低0.78%,烧结矿0～10 mm粒级占比降低0.46%,转鼓强度提高0.19%,烧结矿质量得到不同程度地改善。     

铁矿粉高温性能特征数之间的关联性研究

为了快捷地评价铁矿粉高温性能,为烧结配矿提供依据和参考,采用铁矿粉高温性能特征数,对15种不同铁矿粉的高温性能特征数进行了测定。铁矿粉高温性能特征数主要包括同化反应特征数(TH)、流动性能特征数(LD)和粘结强度特征数(BS),它们是根据冶金物理化学和传输原理,将铁矿粉高温反应过程中的反应温度、时间等参数,与实际相结合,同时考虑了温度、生成速率和烧结生产实际温度的影响,建立理论与应用之间的联系,动态地表征反应过程中的行为信息。根据自身粘结相强度与烧结矿转鼓强度有很好的对应关系,在此基础上,分别分析了TH和LD与BS之间的关系。结果表明:当TH和LD均适中时,其BS最好,由此可以推论其成矿的转鼓强度质量也较好。     

不同类型进口铁矿粉的烧结基础性能分析

为了探究不同类型铁矿粉的烧结基础性能和区别,采用微型红外烧结炉和扫描电镜对澳大利亚铁矿粉和巴西铁矿粉的烧结基础特性和微观颗粒形貌进行研究,并结合Factsage7.1热力学计算软件对铁矿粉的液相生成能力和黏度进行计算。研究结果表明:不同类型铁矿粉的烧结基础性能差别较大,这主要受铁矿粉种类、化学成分和粒度组成及致密度影响;其中,澳矿粉属于半褐铁矿,结晶水质量分数高,结构疏松,易与CaO反应,矿化过程中易形成多孔网状结构,吸液性强,同化性能优,黏结相强度低,澳矿粉的配加有利于改善烧结矿同化性能,改善矿化过程;巴西矿属于赤铁矿粉,结构致密,反应活性低,同化性能差,黏结相强度高,巴西矿的配加有利于改善烧结矿黏结相性能,提高烧结矿强度。     

冶金粉尘对铁矿粉高温性能影响研究

烧结矿的质量与铁矿粉的高温性能密切相关，烧结生产过程中配加冶金粉尘是钢铁企业处理冶金粉尘的一种重要方式，而冶金粉尘的加入势必影响铁矿粉的高温性能，进而影响烧结矿的质量，因此，研究冶金粉尘添加对铁矿粉高温性能的影响具有重要意义。本文通过对比3种冶金粉尘(烧结除尘灰、高炉炉灰与杂料)与铁矿粉理化性能差异，并采用微型烧结试验研究了冶金粉尘对混合铁矿粉同化性及液相流动的影响。结果表明：烧结除尘灰、高炉炉灰和杂料粒度均小于混合矿，其中烧结除尘灰粒度最细；烧结除尘灰、高炉炉灰和杂料配比的增加均会降低混合矿最低同化温度和黏结强度，提高混合矿的流动性，对最低同化温度下降程度影响最大的是杂料，对流动性指数增加程度最大的是高炉炉灰；3种冶金粉尘对混合铁矿粉黏结强度的影响效果比较接近。     

细粒级铁矿粉对烧结液相和矿结构的影响

利用基础烧结设备检测了细粒级铁矿粉同化速度、流动能力,并通过微型烧结杯模拟料层下部单元点烧结过程的方法来研究配加15%细粒级矿粉的烧结矿结构变化,有效分析了3种细粒级矿粉在烧结时的液相行为及对烧结矿结构和性能的影响。通过比较生产用混匀矿与配加质量分数为15%的A、B、C粉的烧结矿结构表明:A粉有利于减少烧结矿内部孔洞的尺寸,减少核颗粒和液相间较大孔洞的数量,并能促进针铁矿发展;B粉会增加烧结矿内部大孔洞,增加柱状或片状铁酸钙的生成;C粉同化速度慢,液相流动能力差,粘结效果差,会使液相与核颗粒间孔洞尺寸和数量增加。烧结杯试验结果表明:在生产用混匀矿中使用质量分数为15%的A粉,烧结矿的转鼓指数提高2.94%,低温还原粉化指数(RDI)降低3.37%。     

杭钢使用南非矿粉前后的配矿调整

南非矿是广大烧结工作者认可的高品质、易烧结的铁矿原料，经常在烧结生产中被当作“烧结味精”来改善烧结料的烧结性能。分析了杭钢配矿结构中使用0％～8％的南非矿粉对烧结矿产质量指标的变化，及停用南非矿粉后的配矿结构调整，认识南非矿粉在烧结中的作用。     

纽曼山、哈墨斯利、罗布河粉矿烧结性能的试验研究

对武钢从澳大利亚进口的三种铁矿粉进行理化性能的分析,并分别以不同比例配加国产精矿、粉矿进行烧结试验,通过对烧结矿产、质量指标、高温冶金性能以及烧结矿矿相等进行分析,寻求最佳烧结配矿方案。     

配用加拿大矿粉的烧结试验研究

通过对铁矿粉基础性能进行研究,比较了加拿大矿粉与其他5种矿粉的理化性能和高温烧结特性。依据基础研究结果进行了烧结杯试验,研究配用17％～25％加拿大矿粉的烧结指标变化和搭配矿粉的配比调节范围,得到烧结指标好的加拿大矿粉配用比例和使用方案。结果表明：加拿大矿粉配比在21％左右,火箭A粉配比在30％以下时,烧结矿性能指标较优。     

武钢用铁矿粉烧结基础特性的试验研究

采用铁矿粉微型烧结装置对武钢12种铁矿粉的烧结基础特性进行研究。通过分析铁矿粉的高温性能指标,对矿粉的烧结基础特性进行了评价,为烧结厂提出合理的配矿依据,对优化配矿乃至烧结过程具有重要的意义。     

京唐烧结铁矿粉的同化性测试研究

烧结过程中铁矿粉的同化性是研究高温特性的重要部分,具有适宜同化性的铁矿粉在烧结过程中液相粘结良好,有利于烧结矿质量指标的改善.对京唐烧结用料中有代表性的5种主料矿粉：巴卡粉、杨迪粉、巴烧粉、澳粉和地方粉的同化性能进行了测试;并按两两搭配组合的方式进行了同化性测试,发现不同矿粉两两搭配后,混合粉的同化性均介于单种矿粉的同化性之间,并且混合矿的同化性基本与单种矿比例呈线性相关关系.     

马钢烧结优化配矿技术的研究

对马钢常用的10种铁矿粉的同化性、液相流动性、粘结相自身强度、SFCA生成特性、连晶固结强度等高温烧结特性进行了研究。在此基础上,根据铁矿粉高温特性互补原理,设计了五组烧结优化配矿方案并进行了烧结杯试验,均获得了良好的烧结效果,验证了基于铁矿粉高温特性的烧结优化配矿方法的可行性,为马钢充分利用铁矿粉资源、降低配矿成本,改善烧结矿质量提供了对策。