铁矿石高温烧结基础特性评价方法的国外研究进展

 随着全球优质铁矿石日益减少、资源禀赋变差,国内外钢厂普遍面临着烧结原料供应不稳定、铁矿石性质波动大、原料结构频繁变化等问题,对烧结生产、高炉冶炼和产品质量产生了极大的不利影响。因此,开展铁矿石烧结性能评价研究具有重要的现实意义。铁矿石烧结基础特性可分为冷态特性和高温特性两大类,前者主要包括铁矿石的化学成分、粒度组成、矿物学特性等常温性质,后者主要包括铁矿石的同化性能、液相生成特性等高温成矿行为及实际烧结性能。概述了国外关于铁矿石高温烧结基础特性评价方法的研究进展,系统归纳了不同研究机构提出的评价指标和试验方法。已有研究表明,现有基于团块烧结法的评价方法虽然对铁矿石不同的烧结行为分别进行了深入研究,但未能在其与铁矿石的实际烧结性能之间建立起准确可靠的关系,主要原因在于,对影响铁矿石实际烧结性能的最关键因素把握不准,同时对烧结过程的模拟性有待提高。因此,揭示铁矿石基础特性与其烧结性能的内在联系,首要前提在于必须深入研究和把握“铁矿石-制粒物料-烧结矿”不同阶段物料性质的传递规律,查明影响铁矿粉烧结过程的主要因素,这对找准高温烧结基础特性研究的切入点具有十分重要的意义。     

济钢常用铁矿石烧结基础特性的研究

介绍了利用微型烧结试验装置,研究铁矿石烧结基础特性的一种新方法。采用微型烧结法,研究了济钢常用铁矿石的同化性、流动性、铁酸钙生成特性和粘结相的强度等特性。试验结果表明,不同铁矿石的烧结基础特性各不相同。铁矿石的烧结基础特性,不仅与焙烧温度、焙烧气氛和碱度等因素有关,而且与铁矿石自身性质(如致密程度,结晶水含量,MgO、SiO2、Al2O3含量和FeO含量等)有关。     

微型烧结试验炉的开发

要生产出高质量的炼铁用烧结矿,需要对烧结生产所用的铁矿石进行基础性能研究,以满足合理配矿并生产出高质量烧结矿的要求.本文提出的微型烧结试验炉可以高效、精准地对铁矿石进行基础性能研究,对烧结试验与烧结生产具有重要指导意义.     

包钢常用铁矿石烧结基础特性的试验研究

采用试验室微型烧结法,研究了包钢常用铁矿石的同化性、流动性、铁酸钙生成特性和粘结相的强度等特性。试验结果表明,不同铁矿石的烧结基础特性各不相同。根据铁矿石的烧结基础特性的变化规律,可以实施烧结优化配矿。     

铁矿石微波烧结试验研究

本文采用微波烧结研究了铁矿石微波升温特性、微波烧结矿碱度、矿相结构、孔隙结构、冶金性能等与传统烧结矿的差异.研究结果表明,微波烧结矿具有烧结温度低、矿物组成更合理、孔隙率高、冶金性能更好的特点,证实了采用微波加热生产烧结矿具备技术可行性,可为铁矿石微波烧结工业化提供理论支撑.     

铁矿石同化性能试验研究与配矿优化

本文以安钢常用铁矿石为研究对象,利用偏光显微镜和矿石高温基础特性测定仪研究了铁矿石的原矿矿相结构和同化性能,从矿相结构和化学成分分析了影响铁矿石同化性能的因素,并进行了烧结配矿优化。结果表明：铁矿石同化性与铁矿石矿相结构密切相关;铁矿石同化性能与其烧损值呈正相关,烧损越大,其同化性能越好;铁矿石中SiO₂质量分数越高,铁矿石同化温度越低,同化性能越好;当铁矿石中MgO的质量分数较高时会恶化铁矿石同化性能;Al₂O₃质量分数对矿石同化性的影响因矿石类型而不同。经过配矿优化后,混合矿同化温度调整至适宜的同化区间内,烧结成品率和转鼓强度分别提高1.33%和1.98%,烧结矿冶金性能指标变优。     

铁矿粉烧结基础性能与转鼓指数关系研究

采用微型烧结和烧结杯设备对柳钢常用铁矿石的烧结基础特性和单烧性能进行了实验研究,并分析了铁矿粉性质、粒度组成与垂直烧结速度、转鼓指数之间的关系。结果表明:垂直烧结速度大体上与铁矿粉的平均粒度成正比,与-1 mm、1~0.25 mm粒级成反比,但不同矿种之间亦有一定区别,并非绝对的线性关系;"Z系数"与烧结矿的转鼓指数成一定的正比关系,但对于个别矿粉应用"Z系数"仍存在一定误差,还需要大量研究进行修正。     

采用微型烧结试验快速测定铁矿石的烧结基础特性

济钢采用微型烧结试验设备对各种铁矿石的烧结基础特性进行研究，为烧结厂快速优化配矿和生产优质烧结矿提供了可靠的依据。     

烧结系统终点温度与点火强度最优控制算法

铁矿石烧结是钢铁生产流程的关键环节,烧结矿的物理特性,如强度、粉末含量、粒度,以及化学成分的稳定性直接影响高炉的炉况及铁水质量.通过最优控制算法,建立了烧结过程工艺参数与烧结终点温度之间的最优控制模型,实现了烧结终点温度与点火强度的最优控制.     

铁矿石的非等温烧结综合特性及其评价方法

采用综合热分析仪在非等温线性升温条件下获取铁矿石与CaO的高温物理化学变化,通过DSC曲线变化来定义铁矿粉/CaO反应的开始温度、最大速率、熔化热量等特性,测量反应"初始态"和"终了态"的形状变化来表征烧结液相流动性、烧结固相收缩率,以此来评价铁矿石的质量和性能,为烧结优化配矿提出了一种新的评价方法和思路。     

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。     

鞍钢自产铁精矿合理使用研究

对鞍钢常用4种铁精矿的烧结基础特性进行了试验研究,在此基础上,采用最优试验设计方法,建立了烧结合理配矿的统计模型,给出了烧结获得最佳和最差烧结指标值时的各种矿的定量搭配关系,提出了鞍钢烧结合理配矿方案.优化配矿工业试验结果表明:烧结技术经济指标有不同程度改善,尤其是烧结矿的粒度组成改善、固体燃耗降低;提出并确定了球团配加铁精矿A的优越性,配加铁精矿A后,皂土配比降低8.69%,转鼓强度提高0.35个百分点.     

铁矿粉烧结优化配矿及其模型研究进展

随着铁矿粉资源的不断消耗,各类铁矿粉呈劣化趋势,且大量新矿种出现,使烧结优化配矿需求愈发迫切.主要介绍了铁矿粉常温和高温等基础特性.其中,常温特性主要有化学成分、铁矿粉种类、粒度组成等,同时重点分析了与烧结生产息息相关的高温特征指标,主要有同化性、液相流动性、黏结性强度、铁酸钙生成特性、连晶特性、熔融特性、吸液性和烧结...     

微细精矿比例对烧结的影响及强化技术

为了提高国产铁矿石利用价值,要经过反复细磨,导致铁精矿粉粒度超细,对烧结过程及产量、质量指标影响较大。为了使660 m2烧结机高比例配用微细精矿粉,降低烧结原料成本,满足4350 m3高炉的生产需要,进行了试验研究。研究结果表明：随着微细精矿配用比例的提高,烧结料层透气性恶化,烧结液相生成能力减弱,铁酸钙生成量减小。为此,在优化熔剂结构及燃料粒度的基础上,进行了预成核技术开发应用,将部分精矿粉预先制成制粒核,减少物料中黏附粉的量,以强化物料制粒效果和成矿反应,使烧结矿结构改善。     

Research on optimizing ore matching technology for 550 m~2 sintering machine

The sinter quality is important for its performance in a blast furnace,and optimizing ore matching is a main way to ensure the quality and yield of sinter ore and to reduce the cost of ore matching.The research on optimizing ore matching for a 550 m~2 sintering machine in Shougang Jingtang was carried out in this paper. Firstly,based on the condition of iron ore resourse in Shougang,sintering properties of various ores,especially the high temperature properties were researched,and basic structure of ore matching was determined according to the mutual complementary properties of assimilation and liquid phase fluidity among Australia ore,Brazilian ore and domestic concentrates,that was Australian ore(50%-60%) + Brazilian ore(40%-30%) + domestic concentrates(about 10%).Secondly,9 groups of ore matching schemes were designed and sintering pot tests were carried out,and then the starting scheme of the 550 m~2 sintering machine was obtained:ore from southern Brazil (20%) +ore from northern Brazil(10%) + semi-limonite(20%) + limonite ore(35%) + domestic concentrates (15%).Thirdly,experiment of optimizing parameters of optimizing basicity,lime ratio,water addition and bed depth were carried out,and 9 groups of ore matching schemes were designed.The results showed that parameters fit for Jingtang currently are as follows:binary basicity is 1.9 - 1.95,lime ratio and water addition is 5%and 7.0% respectively;sintering bed should increase to 800 mm gradually.At last,Jingtang sintering plant was put into production successfully and yields stably,with the bed depth of 800 mm and advanced sintering indexes.     

毛塔粉与巴西粗粉搭配替代巴西精粉烧结杯试验

通过两种单烧性能差的矿粉（毛塔粉和巴西粗粉）组合来代替巴西精粉。混矿原则发挥矿物本身烧结优点,抑制缺点。分析烧结杯各项参数,比较烧结性能,结合矿相分析,得出如下结论：混矿替换巴西精粉后,烧结利用系数和成品率增加,燃耗总体呈降低趋势,转鼓指数并没有降低趋势。矿相分析,除粗粒镶嵌结果有所增加,代替的过程中对矿相影响不大。混矿替代巴西精粉在烧结杯试验过程中可行。     

巴西矿和澳矿的烧结性能试验

采用微型烧结法对河钢常用进口铁矿粉的烧结基础性能进行了测试,并与单烧矿质量进行了对比分析。结果表明：巴西矿粉的同化性能差,粘结相强度高;澳洲矿粉的同化性能好,粘结相强度差。SiO₂含量高、Al₂O₃含量低的进口赤铁矿,其液相流动性强,SiO₂含量高的进口赤铁矿的SFCA生成能力强。矿粉的粘结相强度高,其单烧矿的转鼓指数较高;SFCA生成能力适宜,其烧结成品率较高;同化性能强,其单烧矿的还原性较强。     

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。     

外矿型烧结矿矿相结构与冶金性能的定量关系

 为了改善外矿型烧结矿的质量,对不同类型外矿为主要含铁原料的烧结矿的矿相结构进行了系统定量研究,分析了外矿对其矿相结构的影响规律,找出了烧结矿矿相特征与冶金性能的定量关系。研究结果表明,以斯特拉麦克粉和天发海超特粉为主要含铁原料(1号)的烧结矿,铁酸钙含量较多,以交织熔蚀结构为主,局部出现粒状-斑状结构,低温还原粉化率RDI_{>3.15 mm}较好,气孔率较高,转鼓指数较低。以纽曼粉、PB粉和杨迪粉为主要含铁原料(4号和5号)的烧结矿,5号烧结矿中赤铁矿含量较多,铁酸钙含量较低,以熔蚀-粒状结构为主,局部为共晶结构,转鼓指数最高,但低温还原粉化严重;4号烧结矿的纽曼粉和PB粉的含量较多,以交织熔蚀结构为主,局部出现粒状-斑状结构,转鼓强度较低。以纽曼粉和得宝麦克粉为主要含铁原料(2号和3号)的烧结矿,3号烧结矿铁酸钙含量最多,矿相结构较为均匀,以交织熔蚀结构为主,局部见针状铁酸钙交织他形赤铁矿,该烧结矿质量最好;2号烧结矿的纽曼粉和得宝麦克粉含量较高,矿物组成中赤铁矿含量多,铁酸钙含量少,以交织熔蚀结构为主,局部出现粒状-斑状结构,低温还原粉化严重。建议以纽曼粉为主,配加少量麦克粉、杨迪粉及超特粉做为主要含铁原料,以改善现场烧结矿质量。     

不同类型铁矿石的低温还原粉化特征

以炼铁厂常用烧结矿、球团矿以及块矿为研究对象,考察了不同含铁原料在高炉炼铁工艺和COREX非高 炉炼铁工艺2种煤气条件下的低温还原粉化行为。研究结果表明:①铁矿石的结构组成决定了其粉化形式,块矿 和烧结矿的粉化形式均表现为“裂开式”,粉化产生的细小粒级颗粒较均匀地分布于-6.3 mm范围;不同于烧结矿 和块矿,球团矿则属于“剥落式”粉化,粉化产物粒径主要集中在-0.5 mm范围;②在还原气氛和温度相同的情况 下,烧结矿粉化程度最高,球团矿次之,块矿最低;③还原温度对3种含铁炉料的还原粉化程度均具有重要影响,当 还原煤气条件相同时,3种含铁炉料的低温还原粉化指数均在550℃时达到最大值;④COREX炼铁工艺的煤气条 件加剧试验用铁矿石的低温还原粉化程度,但对不同类型铁矿石的影响有所差异,综合粉化产生的细小颗粒的增 幅可知,块矿受其影响程度较大,其次是球团矿,而烧结矿对煤气性质改变的敏感性最小。