唐钢铁矿石烧结性能研究及烧结工艺优化

通过开展各种矿粉烧结性能研究工作,使烧结工作者对各种矿粉的烧结性能有了更深的认识,在实际生产中,更能把握和正确调整操作参数,缩短确定最佳操作参数的调整时间。另外,通过对烧结所采用的各项技术改进措施,促进了烧结生产向均匀低温方向发展,使烧结矿各项指标有明显的进步,为高炉稳定顺行提供了坚实的物料基础。     

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。     

镍矿烧结工艺探讨

镍烧结矿作为生产镍铁的主要原料,其质量的好坏直接影响到镍铁的产量.通过对不同的碱度、配碳量下镍烧结矿的各项指标进行研究,从而对生产进行指导.在固体燃料配比固定时,碱度的提高对镍烧结矿的各项指标有影响.在碱度为0.7时,固体燃料配比为10%,此时镍烧结矿的各项指标综合性能最好.     

基于智能方法的铁矿石烧结过程建模

针对铁矿石烧结过程控制复杂性问题,提出了一种将其分解为烧结矿化学成分控制和烧结终点控制的方案。根据不同模型的控制目标差异,分别采用人工神经网络,模糊控制算法建立控制模型。工业现场应用表明,这种方法切实可行,是解决烧结过程控制复杂性问题的一条有效途径。     

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。     

铁矿石烧结过程二恶英排放的影响因素研究

通过采用2水平7因素正交试验设计（L₈（2⁷））的烧结锅试验,研究了影响烧结机二恶英排放的相关因素。EP灰、BF灰和外购氧化铁皮是二恶英排放的主要"促进剂",而生石灰是二恶英排放的"抑制剂"。对各影响因素而言,二恶英的排放模型并不是加和模型而是乘积模型,对应于添加5%EP灰、5%BF灰、5%外购氧化铁皮和2%生石灰时,它们的系数分别为28、4、4和0.7。至于操作条件,包括料层高度、焦粉含量、气体流速和废气补燃器的开/关对二恶英排放没有显著影响。这些事实支持了烧结过程二恶英的合成为化学反应控制。     

Recent collaborative researches between Japanese universities and steel industry on the iron ore agglomeration process

The properties of iron ores used in ironmaking process have been drastically changed in the past couple of decades.Especially,the change has become significant in the last few years because of the considerable increase in the world steel production.The property change of the iron ore is mainly caused by the depletion of the hard and high-grade lump hematite ores.It has led to the increasing use of ores containing a larger amount of goethite/limonite,i.e.,hydro-oxides of iron.Typically,the proportion of p...     

铁矿烧结过程微细颗粒物排放行为

 采用ELPI+设备(荷电低压撞击器)对铁矿烧结过程微细颗粒物进行在线检测与采样,利用场发射扫描电子显微镜(FESEM EDS)对采集的颗粒物形貌特征进行分析,研究铁矿烧结过程中微细颗粒物的排放行为。研究结果表明,PM10大量释放集中在烧结升温段,且颗粒物质量浓度与数目浓度在粒径分布上有较大差异,其中质量浓度峰值区间为5.37～10.00 μm,数目浓度峰值区间为0.10～0.16 μm;形貌特征上,微细颗粒物呈规则的球形、方块形和片状;不同粒径物质组成差异明显,其中颗粒物中的K、Na主要以KCl和NaCl的形式存在,含量随颗粒物粒级的增大而略有降低。     

Present situation and development of saving energy and reducing emission technology in iron ore sintering process

The energy consumption of iron ore sintering process is about 10%- 15%of the total of iron and steel industry.Therefore,it is of great significance to take effective measures to reduce the energy consumption in the iron ore sintering process to reduce the costs of sintering product and cut down the emissions of harmful gases,such as CO₂ and SO₂.In this study,the technology development of saving energy and reducing emission in iron ore sintering process was reviewed and discussed;some new directions and measures of saving energy were presented for the sintering process in the future.     

Flue gas recirculation in iron ore sintering process

Flue gas recirculation has been introduced into iron ore sintering process to reduce pollutant emissions. Compared with the conventional process, the sintering indices reduce gradually with decreasing O₂ content in the recirculating gas. With sufficient O₂, the principle on the use of flue gas recirculation is proposed. The heat loss caused by the decrease in O₂ content is compensated by 250°C gas and 0.5%CO. The flame and heat transfer fronts of the sintering bed coincide using mixed gases of no more than 6%CO₂ and 8%H₂O (g). A novel technology of 35.5% flue gas recirculation ratio is proposed with qualified sintering indices.     

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。     

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%。     

烧结用生石灰所含杂质对其消化性能的影响

采用恒温量热法,针对实验室煅烧的各种生石灰试样,研究其所含SiO₂、Al₂O₃、MgO等杂质对消化性能的影响规律,并选用烧结现场使用的五种生石灰对研究结果进行验证.研究发现:生石灰的消化放热量与其CaO含量呈正相关关系,并随SiO₂、Al₂O₃和MgO含量的增加而下降;SiO₂、Al₂O₃和MgO杂质对生石灰消化速率有重要影响,当SiO₂质量分数增加至1%水平时,生石灰消化速率的降幅较大,之后则缓慢降低;少量的Al₂O₃对生石灰消化速率影响较小,但当Al₂O₃质量分数超过2%时生石灰消化速率急剧下降;随着MgO含量的增加,生石灰消化速率显著降低.     

铁矿烧结过程烟气中微细颗粒污染物的特性

铁矿烧结过程分为点火段、中间段(点火结束至烟气温度升温前)和升温段(烟气温度开始上升至达到最高温)3个阶段,通过烧结杯模拟实验研究了各阶段烟气中微细颗粒污染物的排放浓度及其特性.研究结果发现,点火段、中间段微细颗粒污染物的质量浓度较低,在升温段则显著上升;各阶段切割粒径d50=0.7μm粒级颗粒表面形貌也存在着差异,其中点火段和中间段的颗粒主要是由球形颗粒组成,颗粒轮廓清晰没有明显的聚结现象,而升温段d50=0.7μm粒级颗粒主要为不规则的絮状体,颗粒之间易聚结形成团聚状;升温段d50=0.7μm粒级颗粒中F、S、K、As、Pb元素的含量明显高于点火段和中间段的含量,而Fe元素则在点火段和中间段的含量较高,在升温段含量相对较低.     

烟气循环烧结工艺中富氧和焦炉煤气喷吹的优化

利用铁矿石烟气循环烧结的静态工艺模型,研究了富氧、焦炉煤气喷吹及其组合使用对铁矿石烟气循环烧结工艺的固体燃料消耗和污染物排放的影响.结果表明:基准烟气循环烧结工艺中,焦粉单耗为44.284 kg/t,CO_2、SO_2和烟气排放量分别为339.123、1.306和2 060.478 kg/t;采用富氧率为7.0%优化工艺,焦粉单耗减少了0.64%,CO_2、SO_2和烟气排放量分别减少了8.86%、10.34%和20.37%;采用焦炉煤气喷吹量为0.5%优化工艺,焦粉单耗减少了8.69%,CO_2、SO_2和烟气排放量分别减少了3.06%、2.3%和2.74%;采用富氧率为7.0%,焦炉煤气喷吹比例为0.5%的综合工艺,焦粉单耗减少了9.59%,CO_2、SO_2和烟气排放量分别减少了11.84%、9.57%和22.65%.     

强力混合对高比例精矿烧结的影响及机制

通过混合试验、制粒试验以及烧结杯试验研究了强力混合技术对高比例精矿烧结的影响,包括混合效果、制粒效果以及烧结指标,阐明了强力混合影响高比例精矿烧结的作用机制.结果表明,与圆筒混合机相比,采用强力混合机时混合料中水分、生石灰和核颗粒分布更为均匀;制粒效果得到改善,制粒小球中粒度大于3 mm含量提高了8.25％(质量分数)...     

烧结工序中转炉渣的优化利用

钢铁厂产生的矿渣中很大一部分来自氧气顶吹转炉(LD转炉)和吹氧转炉工序.LD工序的主要目的是将熔融的铁水和废钢转化为优质钢.在印度,每年产生的熔融钢渣超过400～450万t.总体看来,生产每吨钢会产生150～200 kg的钢渣,对这些钢渣的处理已经成为了严重的环境问题.金达尔钢公司是年产700万t的联合钢厂,每天产生钢渣3 200 t,其中2 000～2 500 t来自LD转炉.LD转炉渣中含有47.75%的CaO,22.0%的Fe以及8.22%MgO,由于CaO含量很高,LD转炉渣可直接替代烧结工序中的生石灰.目前在实验室范围已进行了一些研究,以确定烧结工序中所允许的LD转炉渣的最大投加量以及转炉渣的投加对烧结产率和性能的影响.实验中,LD转炉渣在烧结矿里的添加量从0依次到60 kg/t.随着添加率的增大,烧结料层温度的降低致使FeO含量降低,而烧结配矿中烧损的降低以及由于避免了石灰石煅烧过程带来的的重量损失,使得烧结产率上升.与此同时,LD转炉渣中缺少自由的CaO,使烧结矿强度及还原粉化指数变差,可参加反应的CaO的减少也导致了铁酸钙相减少,及残存Fe2O3自由相增加.试验结果最终得出:烧结矿中LD转炉渣的投加量为30～35 kg/t时,可获得预期的烧结矿性能.     

基于铁矿粉高温特性互补的烧结优化配矿

首先测定巴西、澳洲及中国的10种铁矿粉的高温特性,将其与实际生产统计所得的高温特性适宜区间比较可知:巴西矿的同化性偏低,澳洲矿偏高,中国精粉则相对接近适宜区间;有两种巴西矿、一种澳洲矿以及一种中国精粉的液相流动性适宜,一种巴西矿、一种澳洲矿以及两种中国精粉则偏低,一种澳洲矿和一种中国精粉的液相流动性稍高;澳洲矿的黏结相自身强度偏低,巴西矿和中国精粉则较为适宜,且中国精粉相对更高.在实验研究的基础上,提出基于铁矿粉高温特性互补而使混合矿高温特性指标适宜的烧结配矿新思路,并设计优化配矿方案,烧结杯实验结果显示均获得优良的烧结指标,证实了基于铁矿粉高温特性进行配矿的优越性.     

Process simulation of iron ore sintering bed with flue gas recirculation

Abstract

As issues of productivity, quality control, energy efficiency and environmental regulation become ever more important in the iron ore sintering process, controlling combustion inside the sinter bed is attracting renewed interest in terms of flue gas recirculation (FGR) and oxygen or gaseous fuel enriched combustion. The application of combustion control schemes inevitably brings changes to incoming and outgoing gas conditions as well as to plant configuration. The objective of this study is to build a process model of a sintering bed using a flowsheet process simulator and to obtain information on material flows for various process configurations and operating conditions. The process modelling was designed to quantify the heat and mass flow in each of the bed segments, which could then be integrated to represent the overall material and energy flow of the entire bed. Variations in incoming and outgoing gas conditions were compared among different configurations of recirculation using the model.     

氧化铝对铁矿石烧结质量和生产率的影响(英文)

烧结矿是现代高炉生产的主要含铁原料。合理控制入炉烧结矿的理化性能与冶金性能对高炉生产和稳定操作是很必要的。铁矿粉是烧结矿的主要原料,其化学成分和烧结料层内的热量条件在烧结过程中起着重要的作用。化学成分等参数也决定着烧结矿矿相结构和质量。由于含氧化铝原料的低反应性及其液相的高粘性,因此在人们的预料中高铝矿石对烧结矿结构组成的影响并不好。烧结混合料中的氧化铝在同化过程中需要消耗大量热量,延迟烧结过程。在确保高炉渣的流动性方面,氧化铝也需要消耗较大热量。不论是烧结还是高炉的生产实绩均表明,氧化铝是有害的。一般而言,高含铁量与低脉石的印度矿与其他矿石的不同特点就是氧化铝含量高。由于高品味铁矿石的消耗殆尽,使用可利用的烧结原料成为生产必需。因此,必须要掌握氧化铝的作用及其对烧结矿质量和生产过程的影响。实验室完成了不同氧化铝含量水平(2.00%～5.46%)的实验,可从中了解氧化铝在烧结矿矿物学、生产率、物理性能和冶金性能方面的影响。随着烧结矿中氧化铝含量的增加,残存赤铁矿、复合铁酸钙(SFCA)和孔隙率增加,而磁铁矿和硅酸盐比例下降。烧结生产率和烧结矿转鼓强度(TI)随着氧化铝含量上升而下降,反映烧结矿冶金性能的诸如低温还原粉化率(RDI)和还原率(RI)提高。