添加剂降低烧结烟气中CO含量的试验行为

针对烧结烟气中CO质量分数高的问题,采用烧结杯试验的方法,配加不同种类的添加剂,研究了添加剂对烧结烟气中CO质量分数及其对烧结矿冶金性能的影响规律。试验结果表明,配加1号~4号添加剂后,烧结烟气中的CO质量分数较基准样分别降低了29.60%、27.44%、17.30%、14.98%。其中,起强化烧结与氧化作用的1号添加剂和催化氧化作用的2号添加剂效果较佳;配加添加剂在降低烧结烟气中CO质量分数的同时可以改善烧结矿冶金性能;特别是配加1号、2号添加剂后,烧结矿转鼓指数较基准样分别提高了3.00%、1.66%,成品率较基准样分别提高了2.55%、3.08%。     

料面喷吹蒸汽对烧结矿产质量和CO排放的影响

 随着钢铁行业烧结烟气污染物超低排放标准的持续收紧,烧结料面喷吹技术以其节能减排提质的潜在优势成为新的研究热点,被广泛认为是当前具有一定综合减排效果的烧结过程控制技术。为探究料面喷吹蒸汽的最优工艺制度,查明蒸汽喷吹影响烧结过程的作用机理,以期实现其工业化应用,采用某钢铁厂的烧结原料,研究了蒸汽喷吹总量、喷吹流量及开始喷吹时刻对烧结矿产质量指标及CO排放的影响。结果表明,在50 kg 级烧结杯原料条件下,料面喷吹蒸汽最佳试验条件应为烧结点火8 min后连续喷15 min,喷吹流量为0.02 m3/min,喷吹总量为180 g;此时,较基准相比,垂直烧结速度和利用系数稍有降低,成品率和转鼓强度分别提高0.60%和1.94%,固体能耗降低1.15 kg/t,达到最优值,烧结烟气CO浓度降低10.91%;表明喷吹蒸汽的进入使得被其他混匀矿包裹燃料中的碳元素充分反应,发挥高温反应的效果显著,进而提高成品率和转鼓强度;同时适宜蒸汽的加入参与到烧结高温带反应,有利于H₂O与C和O₂反应,将还原性气氛的CO转化为CO₂,进而降低CO排放和烧结固体能耗。综合来看,在合理的喷吹制度下,料面喷吹蒸汽可起到烧结过程CO减排和改善烧结矿产质量指标的双重效果。     

烧结混匀料液相生成行为对烧结矿质量的影响

为探究烧结混匀料液相生成行为对烧结矿质量的影响,针对不同矿粉配比条件下混匀料的基础特性进行烧结杯实验。通过SEM-EDS、荷重软化熔滴实验等性能测定实验,研究了混匀料液相生成行为对烧结矿矿相结构、技术经济指标与冶金性能的影响。实验结果表明,矿粉配比对混匀料液相生成行为有影响,进而影响烧结矿质量。混匀料液相流动性指数越高,烧结矿越容易形成大孔薄壁结构,导致强度越差。烧结矿转鼓指数随混匀料同化温度的升高呈先降低后升高的趋势,与混匀料液相流动性指数呈负相关关系,混匀料液相流动性指数从4.67升高到5.53,烧结矿转鼓指数从73.33%降低至68.00%。混匀料的液相流动性指数越高,烧结矿低温还原粉化性能越差。当混匀料同化温度为1 296℃,液相流动性指数为4.69时,烧结矿还原度最高达到83.67%,此时烧结矿的软化区间最窄。     

铬渣烧结杯试验研究

在实验室开展烧结杯试验,利用铬渣替代部分石灰石烧结,对比分析其对烧结矿各项指标与性能的影响。结果表明:实验室条件下,随着铬渣配比的提高,转鼓指数、成品率、利用系数均呈降低的趋势,固体燃耗呈升高的趋势。在适宜生产的铬渣配加比例内,烧结矿低温还原粉化现象加剧,还原性能降低,软化开始温度、软化区间变化不大,但熔融区间增宽。     

富氧条件下高精粉配比对烧结指标及冶金性能的影响

为了深入研究富氧条件下磁铁矿配比对烧结矿烧结指标和冶金性能的影响,采用烧结杯试验、还原和软熔设备研究了不同磁铁矿配比下的烧结指标、还原性、低温还原粉化与软熔特性。试验结果表明,随着磁铁矿粉配比由0提升到56.4%,小于10 mm粒级烧结矿所占比例下降,大于40 mm粒级烧结矿所占比例有较大的波动,烧结料面富氧后成品烧结矿所占比例增加;垂烧速度由22.35 mm/min下降到15.87 mm/min,成品率先由73.88%升高到79.08%,后又下降到77.49%,利用系数在矿粉A配比为32.4%时达到最高,转鼓指数由59.26%上升到76.09%,收缩率和烧损随着矿粉A配比提高显著降低;富氧和增加磁铁矿配比共同导致烧结时间延长和转鼓指数的提升,随着矿粉A配比由0增加到56.4%,烧结矿的还原性由88.51%下降到82.13%,烧结矿的低温还原粉化指数由74.70%升高到了80.75%,软熔温度上升,软熔区间有下移趋势,且软熔区间变窄,滴落速度整体上呈现出下降趋势,熔滴滴落量降低,熔滴特性的变化主要是由于烧结矿中w(MgO)/w(Al₂O₃)提...     

MgO含量对烧结矿性能的影响

津西钢铁含铁物料中Al_2O_3含量高,烧结生产需配加MgO来平衡MgO/Al_2O_3,但过高的MgO含量对烧结矿的物理性能及冶金性能不利。采用烧结杯实验,研究了MgO含量对烧结矿物理性能及冶金性能的影响。结果表明,随着MgO含量的增加,烧结速度加快,固燃单耗增加,生石灰单耗降低;烧结矿转鼓指数和成品率均有一定下降,转鼓指数在MgO含量为2.1%～2.3%时达到最优;烧结矿低温还原粉化性能有所改善,但还原性能稍有变差,荷重软化性能基本不变。     

红土镍矿烧结料面空气加湿技术的应用

近年来,烧结料面喷吹蒸汽成为烧结生产广泛应用的1项新技术。向烧结料面喷吹高温蒸汽的空气加湿技术可以有效提高垂直烧结速度,改善烧结生产,提高烧结矿产量和质量。某公司全红土镍矿烧结生产中应用了该技术,结果表明:每吨烧结矿喷吹约0.013 t蒸汽后,烧结矿成品率提高2.5%,转鼓指数提高2.23%,固体燃料消耗降低4.91 kg/t,烧结烟气NO_x质量浓度降低34.98 mg/Nm~3,取得了较好的效果。     

FeO对烧结矿影响的研究

烧结矿中FeO的含量与燃料消耗量有着密切的关系,常常被视为烧结过程中温度和热量水平的标志,作为评价成品烧结矿强度和还原性的指标。通过试验得出当FeO含量在7.50%~12.00%范围内变化时,烧结矿转鼓指数和成品率呈现先上升后下降的趋势,同时烧结矿冶金性能受到一定影响,还原度降低。     

FeO对低钛烧结矿性能的影响

以宣钢烧结配矿为基础,采用微型烧结和烧结杯试验研究FeO对低钛烧结矿性能的影响。研究结果表明:在烧结过程中FeO对烧结矿质量影响较大。随着烧结料中FeO含量的增加,烧结矿的同化性温度降低,黏结相强度呈升高趋势,液相流动性指数先升高后降低。烧结杯试验验证,烧结矿的转鼓指数随着FeO含量的增加而升高,与烧结料中FeO对烧结矿基础性能的影响规律吻合。混矿中FeO含量控制在14.43%~16.19%时,烧结矿质量最优。合理控制烧结矿中FeO含量,运用烧结料中FeO对烧结矿的影响规律,对综合利用矿石资源和优化烧结配矿有重要意义。     

烧结料面喷吹蒸汽技术的应用效果

为了提高烧结矿产质量,降低烧结消耗和缓解环保压力,某公司在烧结生产中应用喷吹高温蒸汽的空气加湿技术,向烧结料面喷吹高温蒸汽,可以有效改善烧结料层燃烧速率及烧结过程。生产实践表明:烧结矿成品率提高2%,转鼓指数提高1.39%～2.19%,燃耗降低4.58～5.05 kg/t,烧结烟气NO_x含量降低17.73～47.98 mg/Nm~3,取得了提高烧结矿产质量、降低成本及污染物排放的良好效果,满足了高炉冶炼需求。     

齐大山铁矿烧结试验研究

为考察不同SiO2含量对烧结过程以及烧结矿性能的影响规律,对鞍山集团矿业公司齐大山铁矿生产的铁精粉,进行了烧结试验研究。得出随SiO2含量降低,烧结混合料的适宜水分有所升高,烧结料层的垂直烧结速度有减慢的趋势,烧结矿的转鼓强度、成品率有降低趋势,烧结矿的低温还原粉化性能变差,烧结矿的还原度略有降低,烧结矿的软化开始温度升高,软化区间变窄,软化性能改善。综合烧结过程和烧结矿的各项性能指标来看,SiO2含量过低,不利于烧结矿性能的改善。在烧结矿SiO2含量〉5.5%以上时,提铁降硅对烧结生产影响不大,但当SiO2〈5.5%,尤其是SiO2〈5.0%时,随着SiO2含量逐步降低,烧结矿质量明显下降。结合选矿的生产实践,齐大山铁矿合理经济品位的赤铁矿铁精粉中SiO2含量以5.0%-5.5%为宜。     

熔剂配比对烧结矿质量的影响

系统研究了生石灰含量的提高对烧结矿质量的影响规律并揭示了其作用机理。结果表明:随着生石灰含量的升高,烧结矿成品率和垂直烧结速度出现先升高后下降、转鼓指数出现先升高后平稳再下降、而低温还原粉化指数出现逐渐升高的趋势。综合分析各指标确定生石灰最佳配比,保证成品率、垂直烧结速度、转鼓指数、低温还原粉化指数最佳。利用扫描电子显微镜(SEM)对烧结矿矿相进行分析,从微观角度阐明不同生石灰含量对烧结矿冶金性能的影响机理。     

基于混匀矿烧结基础特性配矿专家系统的开发与应用

应用BP神经网络技术分别建立混匀矿烧结基础特性预报模型和烧结矿质量预报模型。采用Visual C++2010与Matlab 2008混合编程的方式,开发了烧结配矿专家系统软件。结果表明:同化性温度、液相流动性指数和粘结相强度的预报命中率分别为90%、83.3%和90%,成品率、转鼓指数和低温还原粉化RDI_(+3.15)的预报命中率分别为90%、90%和85%。通过专家系统研究了褐铁矿配比对混匀矿烧结基础特性和烧结矿质量的影响,随褐铁矿配比的增加,烧结矿的成品率、转鼓指数和低温还原粉化RDI_(+3.15)先升高后降低。当混匀矿的同化温度、液相流动性指数和粘结相强度分别为1 259℃、1.22和1 727 N时,烧结矿的质量指标最优。     

塞拉利昂高铝矿对烧结矿性能的影响

针对塞拉利昂高铝矿生产的烧结矿易引起高炉炼铁渣比和焦比升高,且该矿用于烧结生产易使料层透气性下降等问题,通过在固定配比的地方精粉、PB粉及南非精粉条件下,采用塞拉利昂高铝矿代替部分澳粗56进行混合配料,并通过提高高硅朝鲜粗粉配比以稳定烧结矿SiO_2质量分数在5.6%,进行烧结杯试验,探究配加不同质量分数的塞拉利昂高铝矿对烧结矿品位、成品率、转鼓强度及还原性的影响,并使用偏光显微镜及X射线衍射仪对烧结矿进行了显微检测分析。结果表明:塞拉利昂高铝矿的逐步增加,促使烧结矿品位、成品率、转鼓强度及烧结时间均有所降低;利用系数稳步提高;成品烧结矿5 mm粒度占比降低;还原粉化指数及还原度指数波动较大。综合考虑,配加质量分数19.2%的塞拉利昂高铝矿可使烧结矿质量达到最优。     

兰炭作烧结燃料对烧结矿冶金性能的影响

 通过烧结杯试验、烧结矿荷重软化试验、烧结矿还原度试验及烧结矿低温还原粉化试验,系统地研究了兰炭用作烧结燃料对烧结矿冶金性能的影响。结果表明,兰炭的配加、碱度的增加对烧结矿的成品率、品位和转鼓指数及粒度并未产生明显的负面影响;兰炭加入比例为30%、碱度为1.82时,可以提高烧结矿的转鼓强度,此时的烧结矿软化性能也最好;随着兰炭替代比例的升高,烧结矿碱度逐渐增加,导致烧结矿中FeO质量分数逐渐下降,这对烧结矿还原性和低温还原粉化具有一定的改善作用。综合考虑兰炭和碱度对烧结过程及烧结矿冶金性能的影响,用兰炭作为烧结燃料在工艺上是可行的,而且兰炭加入比例为30%、碱度为1.82时效果最佳。     

褐铁矿配比对钒钛磁铁烧结矿性能的影响

研究了褐铁矿配比对钒钛磁铁烧结矿性能的影响。研究结果表明:钒钛磁铁烧结矿的转鼓指数(T)和低温还原粉化指数(RDI+3.15)随着褐铁矿配比的升高先升高后降低,还原度(RI)和荷重开始软化温度(T10%)随着褐铁矿配比的升高而降低。软化区间(ΔT)随着褐铁矿配比的升高先减小后增大。从综合利用低价铁矿石资源,降低生产成本和改善钒钛烧结矿质量的角度,分析褐铁矿配比对钒钛磁铁烧结矿性能的影响,得出1#褐铁矿配比为10%(褐铁矿总配比37.2%)时,烧结配矿方案最优。     

碳含量对钒钛磁铁矿烧结的影响

为了探讨配碳量对钒钛烧结矿物理及冶金性能的影响,对配碳比为2.5%、2.75%、3.0%、3.25%、3.5%、3.75%的钒钛烧结矿进行了强度、成品率、粒度组成及冶金性能的研究。结果表明:配碳量增加时,钒钛磁铁矿烧结成品率提高,小粒级所占比例降低,烧结矿RDI_(+3.15)提高,但是烧结矿转鼓强度先变好后变坏,还原性RI变差;而钒钛磁铁矿烧结时,要使烧结矿具有较好的转鼓强度及冶金性能,适宜的配碳量约为3.00%~3.25%,Fe O含量约为10%~11%。     

混合料预先干燥对烧结NOx排放的影响

 为利用烧结过程自身特性,实现烧结NO_x过程减排,通过烧结杯试验研究了烧结混合料热风预先干燥对烧结产质量指标和烧结烟气中NO_x排放浓度的影响。研究表明,随着烧结混合料热风预先干燥时间的增加,烧结矿转鼓强度和落下强度呈现总体增加的趋势,烧结成品率、垂直烧结速度和烧结利用系数呈先升高后下降的趋势;随着热风预先干燥时间的增加,烧结过程中烟气NO_x基准质量浓度和NO_x排放量会逐渐减少,当干燥时间达到30 min时,在不降低烧结矿产质量的情况下,在氧气体积分数为16% 的基准下NO_x质量浓度可降低20%左右,NO_x排放总量相比基准烧结减少22.82%。烧结混合料热风预先干燥可以减少烟气NO_x的排放,在烧结过程中实现NO_x减排的目的,为钢铁企业实现NO_x达标排放提供思路和方法。     

首钢京唐公司超厚料层烧结的试验分析

厚料层烧结技术可在不增加燃料用量的条件下使烧结矿转鼓强度提高，从而提高烧结矿成品率。通过烧结杯试验定量研究了在不同料层厚度和超厚料层条件下降低焦粉配比对料层透气性、料层热量分布、烧结矿产量和质量、吨矿烧结烟气排放量和吨矿烧结污染物排放量等烧结排放指标的影响，并对超厚料层烧结适宜的焦粉配比进行了探究。结果表明，烧结料层厚度由800 mm逐步增加至950 mm时，在相同焦粉配比条件下增加烧结料层厚度可大幅度改善烧结矿产量和质量以及各项烧结指标，从而为降低焦粉配比创造条件。当料层厚度为950 mm和焦粉配比为4.3%时，除垂直烧结速度和烧结利用系数有所降低外，可获得与料层厚度为800 mm和焦粉配比为4.5%时相当的烧结矿产量和质量以及烧结矿成品率和低温还原粉化指数等烧结指标。同时，烧结固体燃耗显著下降约6%,吨矿烧结烟气排放量和吨矿烧结污染物排放量大幅度下降，其中，吨矿NO排放量下降了24%,吨矿SO₂排放量下降了35%。     

天然气强化烧结生产技术研究

文章以天然气为研究对象,在实验室利用烧结杯开展了天然气替代部分焦粉强化烧结试验。研究结果表明:当天然气喷吹时间为15 min,热量补充比例为25%时,烧结矿成品率、转鼓强度、固体燃耗、烧结矿还原性、低温还原粉化指标以及烧结矿显微结构最优。