钢铁厂含铁尘泥利用途径的分析研究

介绍了含铁尘泥的理化性质及平炉尘、瓦斯泥矿物组成。分别对平炉尘、转炉污泥、瓦斯泥、瓦斯灰及混合含铁尘泥的利用进行试验研究。研究结果表明,利用各种含铁尘泥,按其不同的理化性质选择适宜配比,进行造球团或压块,人造富矿供给高炉冶炼是可行的;低温固结球、冷粘球团、金属化球团用于炼铁或代废钢用于炼钢,应进一步试验研究,尽快达到在工业生产中的应用。     

工艺参数对含锌球团直接还原冶金性能的影响

对以含锌尘泥为原料的球团直接还原,研究了球团配碳量、焙烧温度、焙烧时间对球团脱锌率、金属化率和还原后球团强度的影响。焙烧最佳工艺参数如下:配碳量w(C)/w(O)=1.0、焙烧温度为1 250℃、焙烧时间为25min。此时球团可获得脱锌率大于90%、金属化率大于70%、每个球的抗压强度大于600N的综合性能指标,完全满足球团脱锌和作为高炉原料的基本要求。     

冶金尘泥制备金属化球团成型试验研究

用高炉瓦斯灰和转炉污泥进行制备金属化球团的成型试验,研究了粘结剂种类及其添加量、配水量、成型压力等对尘泥成型效果的影响.结果表明,粘结剂种类对成型效果的影响很明显,甲基纤维素的成型效果明显优于膨润土.在甲基纤维素用量0.3％、成型压力75kN、配水量10％的优化参数下,采用压团法所制备的金属化球团干球落下强度能满足转底炉生产要求.     

配加除尘灰泥球团试验

介绍竖炉球团中配加除尘灰泥的造球试验和投笼焙烧试验，高炉瓦斯灰对生球静态爆裂影响很大，对成品球抗压强度的影响也较明显，转炉湿法除尘灰的影响较小，而球团，原料、高炉车间各扬尘点的布袋除尘灰完全可用于竖炉球团生产。     

金属化球团抗压强度的影响因素分析及资源化利用

为考察不同条件对转底炉金属化球团强度的影响规律,进一步优化转底炉生产参数,明确金属化球团资源化利用方向,本文通过分析典型冶金尘泥的化学成分及粒度组成,研究转底炉直接还原工艺的不同原料配比、烘干和焙烧制度、冷却及成型方式对金属化球团抗压强度的影响,并探讨转底炉金属化球团进高炉利用的可行性。试验结果表明：原料配比是影响金属化球团抗压强度的主要因素之一;当高炉旋风灰配比为56%时,金属化球团出现空壳粉化现象,调整高炉旋风灰、炼钢一次灰、二次灰、高炉布袋灰、高炉炉前灰配比为18%、20%、10%、26%、26%时,金属化球团抗压强度可达到2 815 N/P;在相同配料条件下,压球工艺焙烧后的金属化球团强度明显优于造球工艺,且其转鼓强度与烧结矿相当。     

球团配含铁尘泥的实验研究

钢铁企业在钢铁生产过程中不可避免的产生许多以铁为主要成分的含铁尘泥。本文对不同含铁尘泥进行理化性能分析,并就使用磁铁矿粉配加含铁尘泥生产球团进行了试验性研究。试验结果表明:随着含铁尘泥配比的降低,生球抗压强度、落下次数和焙烧球团抗压强度均有所改善;使用磁铁矿粉配加10%的含铁尘泥,焙烧球团抗压强度可以达到2 500 N/个以上;含铁尘泥配比在15%时,降低含碳尘泥的配比,可以有效提高焙烧球团抗压强度。     

高炉粉尘还原提锌的热力学分析与试验研究

为充分利用高炉粉尘中的Fe、C等有价资源,对高炉粉尘还原提锌过程进行了热力学计算与分析,并以烧结除尘灰、高炉重力灰和高炉布袋灰为主要原料进行还原提锌试验。结果表明,随还原温度的升高或配碳量的增加,球团的金属化率和脱锌率均呈现增加的趋势。为得到最佳的金属化率、脱锌率,应控制球团的还原温度为1 200℃、碳氧摩尔比为1.40。     

利用冶金尘泥直接还原的试验研究

用高炉瓦斯灰和转炉污泥进行了直接还原试验研究.采用ICP、SEM - EDS对高炉瓦斯灰和转炉污泥进行物性分析表明,高炉瓦斯灰中铁元素以高价铁氧化物的形式存在,碳含量高(27.32％)、颗粒大;转炉污泥中铁元素以金属Fe和浮氏体形式存在,且浮氏体以细小状颗粒均匀弥散分布于其它物相中,两者均含有少量有害Zn元素.直接还原试验结果表明,随还原温度提高及还原时间延长,直接还原球团的全铁含量、脱锌率均增大.在C/O=1.0,还原温度1 220℃以上,还原时间30 min以上时,还原球团的全铁含量均大于71％,锌含量均小于0.05％,脱锌率大于85％.     

转炉除尘灰替代膨润土生产球团矿试验研究

文章采用球团焙烧方法研究了转炉除尘灰替代膨润土生产酸性球团矿试验,对不同配比转炉除尘灰替代膨润土后生球的落下,生抗,干抗以及成品球的抗压强度和冶金性能进行了系统研究。研究结果表明,利用2%转炉除尘灰替代0.6%膨润土后生球和成品球的各项指标均满足高炉要求。     

含锌高炉瓦斯泥造球工艺

对含锌高炉瓦斯泥配加转炉污泥造球工艺进行研究,主要考察瓦斯泥与转炉尘泥比例、造球时间、加水量、黏结剂的用量以及煤粉的添加量对物料成球性能的影响.研究表明,在高炉瓦斯泥与转炉污泥质量比为2.5∶1、造球时间20 min、水分18%、膨润土添加量1%、配煤量10%的条件下,湿球落下强度6.9次/0.5m、抗压强度18 N/个,干球抗压强度80.36 N/个,球团强度满足转底炉生产工艺要求.     

含铁尘泥金属化球团的合理渣系

基于转底炉工艺,结合FeO-SiO_2-CaO三元相图,对金属化球团的渣系进行理论分析,同时开展模拟实验,研究了含铁尘泥金属化球团合理渣系结构。结果表明,对于含铁尘泥球团,当二元碱度为0.37~0.67时,渣系熔点小于1 150℃,球团在较低的还原温度下即可形成液相;随着渣系碱度的逐渐降低,含铁尘泥金属化球团的抗压强度呈现先增大后降低的趋势,当球团碱度为0.61时,抗压强度达到最大;金属化球团的强度与反应温度呈正相关性,反应温度的提高可大幅提高球团的强度。当球团二元碱度为0.85时,反应温度由1190℃提高至1220℃,球团的抗压强度可提高近100%。但随着球团碱度逐渐降低,不同温度条件下球团抗压强度的差异逐渐减小。     

含铁尘泥压块高温强度劣化规律及机制

摘要：基于Oxycup工艺,以高炉工序的重力除尘灰和转炉工序的转炉污泥作为主要原料,配加一定量的粘结剂制成复合压块,通过开展模拟实验和基础分析,研究含铁尘泥压块强度的劣化规律和劣化机制。结果表明：水泥粘结剂的加入能有效抑制含铁尘泥压块的体积膨胀,稳定含铁尘泥压块的内部结构,从而保证含铁尘泥压块的高温强度;水泥粘结剂压块的致密度要高于羧甲基纤维素钠粘结剂压块,且在水化过程中会生成氢氧化钙,会对铁氧化物还原起到一定的促进作用,从而使得水泥粘结剂压块的还原性强于羧甲基纤维素钠粘结剂压块;水泥粘结剂压块由于水泥石相固结作用的存在,使压块强度有了显著的提高,随着温度的提高,水泥粘结剂逐渐失效,但失效后的水泥石仍能保持一定原始形态,能够稳定压块的内部结构,使压块强度劣化的同时仍能保持一定的基础强度。     

进口巴西矿的球团试验研究

以巴西镜铁矿为研究对象,进行了生球制备试验和预热焙烧小型试验。试验结果确定了生球制备试验的最佳参数和球团预热焙烧试验适宜的预热焙烧制度。生球制备试验的最佳参数:膨润土用量为2.1%,造球水分为8.5%(质量分数),造球时间为13 min,此时落下强度为5.0次/(0.5 m),生球抗压强度为11.26 N/个,爆裂温度为356℃,符合球团生产对生球质量的要求。球团预热焙烧试验适宜的预热焙烧制度:预热温度为900℃,预热时间为10 min,焙烧温度为1 200℃,焙烧时间为15 min,此时预热球强度能达到500 N/个以上,焙烧球强度能达到2 500 N/个以上,符合高炉对球团矿的质量要求。     

利用除尘灰生产海绵铁的试验研究

为了更好地实现循环经济,降本增效,合理利用太钢除尘灰资源,降低除尘灰中Zn、K、Na等元素对高炉的不利影响,采用隧道窑工艺,以转炉除灰尘、AOD除灰尘、铁鳞、高炉瓦斯灰等配料进行了试验研究。结果表明,采用该工艺处理除尘灰生产海绵铁是可行的,Fe金属化率达到80%以上,脱Zn及碱金属效果显著。     

Effect of parameters on reduction behaviour of preheated converter sludge pellets in grate-rotary kiln process

Effects of parameters including temperature, time and coal ratio on the reduction behaviour of preheated iron-bearing converter sludge pellets in a simulated rotary kiln are studied through orthogonal tests. ANOVA analyses show that reduction time and temperature have remarkable influence on the metallisation degree, occupying 55.02 and 30.08% of the total contribution, while temperature is the most significant factor affecting the compressive strength, with 90.98% contribution. The metallisation degree increases with the increasing time from 1.5 to 2.5 h, and first increases and then decreases with the increasing temperature from 1000 to 1100°C. The compressive strength increases with the increasing temperature. Under the optimal condition of temperature 1050°C, time 2.5 h, coal ratio 1.3, the metallisation degree is 72.92%, and the compressive strength is 1310 N/p, which satisfies the requirement of iron burden for blast furnace.     

基于高炉炉料结构优化的源头减排技术及应用

 为了更进一步降低污染物排放总量,河钢集团在实现污染物超低排放的同时积极开展源头和过程硫硝减排技术研发。针对国内矿粉资源特点和球团、烧结过程污染物生成规律,以减少污染物生成总量为出发点,开发出适于高比例球团冶炼的低排放、低能耗熔剂性球团制备技术,阐明了熔剂性球团焙烧过程吸放热规律,克服了生球爆裂、回转窑结圈等技术难题,成功生产出SiO₂质量分数在4.5%以上,MgO质量分数为1.8%左右,二元碱度(R₂)为1.0左右的镁质熔剂性球团,并且具备长期连续生产的能力。开发了焙烧温度与球团矿质量调控、燃烧温度与硫硝生成控制技术,使得熔剂性球团抗压强度大于2 200 N/个,SO₂生成量比酸性球团降低了20%,比烧结矿产生的SO₂、NO_x分别降低75%、53%。研发了高比例球团高炉冶炼集成技术,高炉球团质量分数由20%增加到80%,燃料比降低11 kg/t,吨铁SO₂、NO_x分别减排50%、26%。提出了炼铁流程全生命周期节能减排定量分析方法和持续改进方向,成功实现污染物在源头和过程上的削减。已成功推广至河钢集团2 000 m3级、3 000 m3级高炉和河钢乐亭沿海基地3 000 m3级高炉在建项目上,为国内钢铁工业减少污染物排放总量开辟了新的方向。     

高配比镜铁矿的生产实践

为了降低漓铁8 m2竖炉生产成本,配加30%(质量分数)的镜铁矿进行球团生产。针对镜铁矿焙烧温度高的特点,为了有效提高成品球的抗压强度,对漓铁竖炉球团生产线的燃烧室及水梁等进行了改造,在配加镜铁矿的情况下使成品球能够满足高炉的要求。在焙烧温度为1 250℃的条件下,成品球团矿抗压强度可达到2 741 N/个,表明添加了镜铁矿后的球团矿指标仍然达到了国家标准。     

转底炉工艺处理含铁尘泥关键技术

 转底炉是当前用于处理钢铁厂含铁锌尘泥工艺的典型代表,能有效利用尘泥中的铁、碳和氧化锌等物质,生产金属化球团,同时产生副产物氧化锌粉,具有较好的处理效果和经济效益,是未来钢铁企业含铁尘泥处理技术发展的趋势之一。基于转底炉处理含铁尘泥工艺,对转底炉工艺涉及的诸多关键技术进行分析和讨论,结合转底炉生产实践和实验室研究成果,在转底炉原料选择、成型技术、优化配矿、渣系优化以及锌的控制等方面提出建议,以期为转底炉处理含铁尘泥工艺的改进和创新提供参考。     

转底炉处理钢厂固废工艺的工程化及其生产实践

 钢厂含锌粉尘由于在高炉炼铁工艺中无法有效回收,造成了巨大的资源浪费和环境污染。美国和日本等国家采用转底炉工艺处理钢厂固体废弃物尤其是含锌铅的含铁粉尘,目前已经证明是成功的工艺。介绍了日照钢厂采用转底炉还原工艺处理钢厂固体废弃物,处理能力2×20万t,其特点是原料系统采用冷固结含碳球团,转底炉热源采用两段式煤气发生炉生产的煤气,采用空气、煤气双预热方式回收转底炉烟气系统的余热,金属化球团产品全部作为转炉炼钢的冷却剂使用。经过数月的调试,生产已经正常。其生产实践表明,转底炉工艺可以有效回收钢厂固体废弃物的有价元素,变废为宝。生产的金属化球团形貌保持完好,抗压强度高,金属化率可达到80%左右。转底炉还原工艺在国内成功地工业化生产,将对中国转底炉工艺的发展起到重大的促进作用。     

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。