国内外钙质碱性球团生产实践及发展趋势

摘要：钙质碱性球团具有机械强度较高、还原性较好等优点,对降低炼铁焦比、提高产量具有积极的促进作用。随着国内高炉逐渐大型化,高比例球团冶炼的工业应用增加,钙质碱性球团在提高球团应用比例的同时降低了烧结限产引起的碱度不足问题。国内诸多钢铁企业如首钢、太钢及宝钢湛江等基于链篦机 回转窑球团工艺、带式焙烧机球团工艺开展了钙质碱性球团生产探索。总结了国内外钢铁企业钙质碱性球团的性能指标,并结合矿物学原理明确了碱性熔剂对生球性能和焙烧固结强度的影响机制,结合实践给出了生产钙质碱性球团的改进措施。     

带式焙烧机球团技术的应用及研究进展

随着赤铁矿、褐铁矿等进口矿种使用占比的加大,以及国内工业、经济、科技等的快速发展,带式焙烧机球团生产工艺在国内将迎来快速发展。本文对带式焙烧机球团工艺及生产线情况、物质流和能量流进行了介绍和分析,重点阐述了该生产工艺中涉及的高压辊磨原料预处理、新型球团黏结剂、优化配矿、镁质球团制备、焙烧热工制度及温度控制、数值模拟与预测等技术的发展状况,以期为带式焙烧机球团技术的进一步应用和钢铁企业决策提供参考。     

钙质添加剂对碱性球团性能的影响

根据节能减排和绿色低碳的需要,球团矿在高炉炉料结构中占比逐渐增加,而碱性球团也逐渐成为当前球团研究的热点.文章以常见的钙质添加剂种类结合碱性球团生产应用现状,分析了钙质添加剂对碱性球团生球性能、预热球氧化性能和强度性能的影响,为碱性球团的应用和推广提供了参考.     

对球团竖炉技术发展的几点设想

1 前言 国内目前球团矿生产的主要工艺方法有带式焙烧法、链箅机-回转窑法、竖炉法三种。以前由于带式焙烧机和链箅机-回转窑建设投资和制造要求相对较高，一般都适宜于生产规模较大的钢铁企业或矿山，而对于生产规模适中的中小型企业来讲，则采用竖炉法生产球团矿。但目前随着竖炉大型化技术的突破，竖炉法球团生产仍将会占有一席之地。     

转底炉用含碳球团制备及生产工艺优化

转底炉直接还原工艺是目前处理含铁锌尘泥工艺的典型代表,能充分利用钢铁尘泥中的铁、碳和锌等物质,生产的金属化球团可返回炼铁/炼钢生产工序,同时可回收氧化锌粉等高附加值资源,成为钢铁企业含铁尘泥处理技术发展的趋势之一。基于某钢铁企业转底炉生产情况,从含碳球团的成型工艺参数及还原焙烧制度等方面进行分析与优化,以期为转底炉处理含铁尘泥工艺的推广和改进提供参考。揭示了压球工艺参数如水分、辊速和压力等对含碳球团的成球性及强度的影响规律,结果表明,3个参数相互作用、紧密相关,建议混合料压球水分、辊轮转速和辊轮压力分别控制为14%、6.0 r/min和2.5×10⁴ N/cm,此时原料的成球性能和球团强度等综合性能最佳;探究了焙烧温度、焙烧时间及摆放位置对金属化球团强度性能、金属化率及脱锌率的影响,结果表明,适当提高焙烧温度和延长焙烧时间使得金属铁连晶增加、渣相填充铁连晶间的孔隙,且金属铁相、浮氏体及渣相连结增强,可提高金属化球团的强度。其中焙烧温度对改善球团微观结构并提高球团抗压强度的作用最为显著,建议焙烧温度设定为1 275℃、焙烧时间设定为25 min;摆放方式对还原后球团...     

带式焙烧机制备镁质熔剂性球团研究

为了提高高炉球团矿入炉比,从而降低钢铁生产能耗,缓解日益严峻的环保形势,基于氧化球团焙烧基础理论,结合相关学者研究成果,对镁质熔剂性球团特性进行分析和梳理,在此基础上对带式焙烧机球团工艺制备镁质熔剂性球团的热工参数进行了研究.结果表明,得益于镁质熔剂性球团的良好技术经济指标,可以实现高炉原料结构中球团矿比例的大幅提高....     

MgO含量对高铝铁矿球团强度的影响

以高铝赤铁矿为主原料、菱镁矿为含镁添加剂制备镁质球团，探究MgO含量对高铝铁矿球团强度的影响。结果表明，生球落下强度随着MgO含量的增加会小幅下降，但仍然可以满足生产要求；焙烧球抗压强度随着MgO含量的增加呈现先降低再增高后又降低的趋势，当MgO质量分数约为1.80%时有助于降低MgO对焙烧球强度的不利影响；菱镁矿直接进入球团会大幅降低焙烧球抗压强度，需要经煅烧处理后才能用于镁质球团生产。采用FactSage热力学软件计算了MgO含量在不同焙烧温度下对球团液相生成量的影响规律，结合球团微观结构观察、孔隙度检测等多种手段，探究了MgO含量影响球团强度的作用机理。通过球团焙烧热力学、微观结构分析结果可知，焙烧球强度与焙烧时液相生成量密切相关，液相生成量在MgO质量分数为1.80%附近达到峰值，适量的液相加快了结晶质点的扩散，填充了球团中的孔隙，有利于焙烧球强度的提升。在适量的范围内添加镁质熔剂有助于降低其对高铝铁矿球团焙烧球强度的不利影响，该结论可为高铝镁质球团研究提供重要参考。     

钒钛磁铁矿带式焙烧机工艺研究及工程设计

依托攀钢西昌300万t/a钒钛磁铁矿球团带式焙烧机项目，通过钒钛磁铁矿球团带式焙烧机模拟试验研究，找到了钒钛磁铁矿球团的焙烧特点。结合国内外带式焙烧机工艺发展的先进技术，提出一些钒钛磁铁矿带式焙烧机工程设计的新思路、新手段，如先进布料技术、厚料层焙烧技术、抽干段布风板优化技术、CFD流场模拟技术、先进燃烧技术、烟气氧含量降低技术、鼓干段SO₂及NO_x降低技术、干式结构梁及风冷梁新技术和三维工程设计技术等。生产实践表明，攀钢西昌钒钛磁铁矿球团带式焙烧机生产线月作业率达98.13%,日产量不低于9 100 t,成品球团矿FeO质量分数为0.6%～1.5%,平均抗压强度不低于2 000 N/P,碱度为自然碱度；排放指标为，烟气中烟尘质量浓度2.53 mg/m³、SO₂质量浓度3.15 mg/m³、NO_x质量浓度42.42 mg/m³、基准氧体积分数17.34%,均满足排放标准。本项目为国内第1条生产钒钛矿球团的带式焙烧机生产线，应用前景广阔...     

球团配加镁橄榄石代替氧化镁粉应用分析

为了探索镁橄榄石在国内钢铁企业球团中应用的可能性,文章首先分别选取国内钢厂使用的氧化镁粉及国外钢厂使用的镁橄榄石进行造球、球团预热焙烧及冶金性能分析实验,随后针对两种球团进行了球团成本计算及经济效益分析。结果表明,与氧化镁粉球团相比,镁橄榄石球团品位及生球强度有所降低但幅度不大,镁橄榄石球团成品球抗压强度、还原膨胀性能和还原粉化性能等高温冶金性能与氧化镁粉球团性能相近甚至优于氧化镁粉球团。其次,采用镁橄榄石取代球团中氧化镁粉可降低球团原料成本5.903元/t,综合考虑球团品位降低对球团价格的影响,以年产400万t的球团厂为例,销售镁橄榄石球团矿仍可增加利润561.2万~961.2万元/a。     

带式焙烧机工艺风机功能概述

介绍了带式焙烧机冶炼球团的工艺,详细阐述了冷却风机、风箱回热风机、主引风机、鼓干鼓风机、鼓干排风机等工艺风机的功能作用及球团生产过程中焙烧机风流系统和风量平衡调节的过程。     

包钢球团配加废镁碳砖开发镁质氧化球团的试验研究

镁质球团生产技术作为我国高炉炼铁未来的重点研究方向,一直以来因为没有适宜的镁质添加剂,而制约了该技术的发展。本文采用废镁碳砖作为包钢链箅机—回转窑氧化球团的添加剂,在球团工艺、生球性能、成品球强度及冶金性能等方面进行了对比研究。试验结果表明,在包钢球团当前的铁料配置及热工参数条件下,配加废镁碳砖可降低球团还原膨胀率1.0%~2.0%,初始软熔温度提高20℃,滴落温度提高40℃以上,其适宜的配加比例为1.5%,适宜的焙烧温度为1 210~1 240℃,证实了包钢球团配加废镁碳砖粉生产镁质球团工艺的可行性。     

湛江钢铁球团生产技术实践

国内球团行业基本以生产酸性球团矿为主,为了满足用户需求,湛江钢铁球团设计生产碱性球团。碱性球团生产需重点关注原料质量、风热平衡及膨胀指数等关键指标,而市场上低硅、低碱金属及磁铁矿资源的极度匮乏导致控制难度进一步加大。总结了湛钢球团500万t/a链篦机—回转窑生产线采用高比例赤铁矿生产氧化球团的情况,通过不断摸索和技术攻关,现已基本实现碱性球团的连续稳定生产并首次月达产,成功将低硅烧结粉应用于球团生产,并利用碱性球团生产线开发出酸性球团产品。     

京唐球团厂自产含钛球团试验研究

首钢京唐公司通过往自产球团中小比例配加含钛矿粉,进行了含钛球团生产试验。结果表明:在京唐带式焙烧机焙烧工艺制度下,配加5%含钛球团粉生产的含钛球(TiO2含量0.8%左右)具有品位高、SiO2含量低、抗压强度好、成本低等特点,且其还原膨胀率为19.35%,比常规球团低;用其替代京唐高炉炉料中的常规球团后,炉料熔滴性能合适,能起到高炉护炉和降低成本的双重作用。     

带式焙烧机球团原料预处理工艺优化

带式焙烧机是单机大型化球团生产工艺之一，高压辊磨、强力混匀等原料预处理工艺的合理搭配是拓展原料适应性、减少膨润土消耗、改善球团质量的有效手段。针对某钢铁企业带式焙烧机原料预处理流程中辊磨压力过剩和原料处理系数较低等问题，开展了高压辊磨、强力混合联接的工业试验，揭示了辊压强度、上料量等工艺参数对球团的成球性及强度的影响规律，为球团生产的提质降耗提供理论指导。结果表明，辊磨机的上料量与辊压大小对原料粒度和比表面积均有影响，随着上料量减少或辊压提高，原料粒度变细，比表面积增加。在上料量为500 t/h、辊压为90 MPa时，混合料中粒度小于44μm所占比例由辊磨前的72.20%上升至83.94%,粒度小于74μm比例由辊磨前的89.96%上升至95.82%;经过强力混合后，原料中0.044 mm和0.074 mm粒级的比例基本不变，但是粒度分布更加均衡；膨润土和水结合后毛细水和分子水均有较大幅度的提升，所提供的分子力使大颗粒表面黏附较多细微颗粒物，比表面积由辊磨前的922.88 cm²/g增加至1 411.15 cm²/g,成球性能得到改善。预处理...     

马钢球团配用黏性姑精矿实验研究

为了解决黏性姑山赤铁精矿(姑精矿)用于烧结生产引起烧结质量指标降低,球团生产混合料难以混匀,球团质量变差,生产波动大等问题,开展了将姑山磁铁精矿B精、C精和姑精矿在矿浆状态下预先混匀成姑山混合精矿实验,并研究了姑精矿粒度、配比等因素对生球制备、球团预热焙烧制度和球团性能的影响。结果表明:在矿浆状态下混匀可使姑精矿在姑山混合精矿中分布均匀,添加姑精矿润磨后,造球混合料细粒级含量增加,姑精矿较磁铁精矿润磨性能好;使用造球混合料2号造球,生球落下强度为7.8次/(0.5 m),较磁铁精矿生球落下强度提高1.3次/(0.5 m)。在预热温度950℃、预热时间18 min、焙烧温度1 200℃、焙烧时间20 min时,焙烧球团强度为2 987 N/球,较磁铁精矿混合料焙烧球团强度降低129 N/球,姑精矿的加入对球团的焙烧强度不利。生产中可以通过适当提高焙烧温度或姑精矿细度的措施来满足高炉对球团强度的要求。     

马钢球团配用黏性姑精矿实验研究

为了解决黏性姑山赤铁精矿(姑精矿)用于烧结生产引起烧结质量指标降低,球团生产混合料难以混匀,球团质量变差,生产波动大等问题,开展了将姑山磁铁精矿B精、C精和姑精矿在矿浆状态下预先混匀成姑山混合精矿实验,并研究了姑精矿粒度、配比等因素对生球制备、球团预热焙烧制度和球团性能的影响。结果表明:在矿浆状态下混匀可使姑精矿在姑山混合精矿中分布均匀,添加姑精矿润磨后,造球混合料细粒级含量增加,姑精矿较磁铁精矿润磨性能好;使用造球混合料2号造球,生球落下强度为7.8次/(0.5 m),较磁铁精矿生球落下强度提高1.3次/(0.5 m)。在预热温度950℃、预热时间18 min、焙烧温度1 200℃、焙烧时间20 min时,焙烧球团强度为2 987 N/球,较磁铁精矿混合料焙烧球团强度降低129 N/球,姑精矿的加入对球团的焙烧强度不利。生产中可以通过适当提高焙烧温度或姑精矿细度的措施来满足高炉对球团强度的要求。     

沙钢转底炉原料中锌的危害及对策

针对当前钢铁企业转底炉原料锌含量大幅升高的现状,阐述了原料锌含量对转底炉的危害,并提出了相应的对策。原料锌含量高的危害主要是导致作业率降低、产品粉化率升高、金属化球团抗压强度降低,以及耐材侵蚀严重等,通过优化金属化球团渣系、控制焙烧还原温度、选用致密的碱性耐材等措施,沙钢转底炉的作业率提高了2.46%,金属化球团的粉化率降低了2.34%,耐材寿命提高至12个月以上。     

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。     

链箅机-回转窑系统中的氧化球团冷却

1链箅机-回转窑系统概述 铁矿球团目前在世界范围内已被广泛采用，氧化球团矿早已成为高炉炉料的重要组成部分。铁矿球团经过几十年的发展至今形成了三种主要的球团工艺方法，即竖炉球团法、链箅机-回转窑球团法、带式焙烧机球团法。其中竖炉球团法除在中国外已逐渐走向衰落，其产量在整个球团矿产量中所占的比例已经很低，因此目前用于工业生产的主要是链箅机-回转窑球团法和带式焙烧机球团法。根据美国Allis Mineral System（以下简称AMS，现在已并入METSO）公司的统计，采用链箅机-回转窑法生产的球团矿产量占整个铁矿球团产量的百分之五十左右。     

钙质熔剂对熔剂性球团矿强度的影响

近年来受环境保护政策的影响，熔剂性球团的相关技术开发得到普遍关注。以石灰石和生石灰为钙质熔剂，系统研究了熔剂种类及其添加量对生球、预热球团和成品球团抗压强度的影响规律与作用机理。试验结果表明，无论是采用石灰石熔剂还是生石灰熔剂，生球抗压强度均随着碱度的增加先升高后降低，当碱度R=1.0时抗压强度最高；预热球团的抗压强度均随碱度的增加而降低，延长预热时间与提高温度能提高预热球团的抗压强度。焙烧温度为1 200℃时，成品球团抗压强度随碱度的升高而下降，碱度由0.06(无碱性熔剂，自然碱度)增加至2.0,石灰石球团和生石灰球团的抗压强度由2 212 N/个分别降低至1 070 N/个和1 010 N/个；焙烧温度为1 250℃时，成品球团抗压强度随碱度的升高而先升高后降低，在碱度R=0.5时达到峰值。本试验条件下，熔剂性球团的最佳碱度为0.5、焙烧温度为1 250℃、焙烧时间为20 min。碳酸盐分解产生的CO₂比消石灰(生石灰消化形成)分解产生的H₂O在焙烧过程中对球团内部结构造成的不利影响更大，因此生石灰作为熔剂性球团的钙质熔剂效果更好。研究内...