高氧化镁自熔性烧结矿的生产、冶炼实践

一九七一年我厂开始生产土烧结矿。其特点是:高 SiO_2、高 MgO、低碱度(自然碱度,R_2=CaO/SiO_2≈0.3)、高强度。因碱度低,氧化亚铁高,还原性差,未能充分体现出熟料的优越性。78年四月份开始,我们试生产较高碱度、高 MgO 的烧结矿。经过几个月的生产实践,终于生产出 R_3=(CaO MgO)/SiO_2=1.6,R=1.05～1.10,MgO≈6.5%的烧结矿,我们称它为高 MgO 自熔性烧结矿,文中简称高 MgO烧结矿。随着高 MgO 烧结矿的应用,高炉各项     

烧结矿成分体系对软熔滴落性能的影响

本文通过对不同碱度和SiO2、Al2O3、MgO质量分数的烧结矿进行软熔滴落性能试验,并结合安钢及国内各大型高炉所用烧结矿技术参数和高炉实际运行参数数据进行分析总结,得出当烧结矿的SiO2质量分数为5％左右,碱度为1.95左右,CaO质量分数不超过10％,MgO质量分数不超过2％时,烧结矿的软熔滴落性能较好,滴落温度约...     

烧结过程中MgO在赤铁矿中的扩散行为的研究

烧结矿中MgO主要分布于铁相中与赤铁矿和富士体固溶形成镁质赤铁矿和镁质富士体,Mg2 在硅酸盐粘结相中的固溶量很低.试验采用白云石-Fe2O3扩散偶,并通过光学显微镜、电子探针等手段分析考察了白云石中MgO及CaO对赤铁矿的扩散行为及MgO的扩散速度.试验结果表明:CaO在Fe2O3中的扩散形成CaO·Fe2O3和CaO·2Fe2O3等低熔点物质促进了白云石与Fe2O3间扩散,CaO扩散量大于MgO的扩散量,并求得MgO在Fe2O3中的扩散速度为17.2 μm/min.     

烧结过程中CO还原NO的模拟研究

 为了考察烧结过程中烧结矿各主要组分对NO脱除反应的影响,研究了有O2和无O2条件下CO还原NO的反应规律,并在还原性气氛下对烧结矿催化还原NO进行了动力学分析。在500~1 000 ℃,分别以CaO、MgO、Fe2O3和烧结矿为填料层,在固定床石英反应器中研究NO的脱除规律。研究结果表明,不同填料对CO还原NO反应催化作用的强弱顺序为CaO＞烧结矿＞Fe2O3＞MgO。烧结矿作用下,CO体积分数为12%时,NO的转化率可达90%以上,CO还原NO反应的Arrhenius曲线以780 ℃为界分为两段,两段的反应机理不同。反应体系中O2存在时不利于NO还原反应的进行。     

MgO和Al2O3对铁矿粉烧结液相生成的影响

为阐述烧结过程熔融机制和成矿机制,明确MgO、Al2O3质量分数对烧结液相生成和矿物组成的影响是至关重要的。利用Factsage软件计算Fe2O3 SiO2 CaO Al2O3 MgO体系的液相生成,计算氧分压在500Pa时,不同温度,不同MgO、Al2O3质量分数下体系液相生成和液相区分布的影响。通过烧结试验,分析烧结矿的矿相和矿物成分,结合软件计算得出烧结矿中MgO质量分数为2.0%、Al2O3质量分数为3.0%时其液相量、矿相、矿物成分达到最优适合烧结冶炼的标准。     

高炉灰中SiO_2,CaO,MgO的测定

高炉灰又俗称高炉瓦斯灰，一般每吨生铁有100～120kg炉尘产生，炉尘中含铁的质量分数30％～45％，含碳的质量分数10％～40％，使用高碱度的烧结矿的炉尘中CaO含量也较高，炉尘可作为铁矿石、烧结矿的代用品配入烧结矿中回收利用。为有效控制烧结矿碱度，在烧结配料前需要分析其中CaO，MgO，SiO2含量。     

烧结矿降低MgO含量试验研究

根据MgO在烧结矿中的组相特点,进行降低烧结矿MgO含量的试验,通过试验证明生产低硅烧结矿时适当降低MgO含量有利于提高烧结矿理化指标。     

准化学平衡条件下MgO对多元铁酸钙生成的影响

 研究了不同碱度、不同SiO2与Al2O3含量条件下MgO对铁酸钙生成的影响以及Fe2O3 SiO2 CaO Al2O3 MgO系内烧结矿的成矿过程,通过模拟高碱度烧结矿配料在空气气氛、1220 ℃准化学平衡条件下进行烧结实验,利用XRD QAMS法进行矿物定量、显微镜下观察矿相结构等方法进行分析。实验结果表明：R=2.0、不含Al2O3时增加MgO含量铁酸钙生成量明显增多,加入质量分数为25%的Al2O3后,MgO促进铁酸钙生成的作用减弱,Al2O3改变了MgO对铁酸钙生成的影响规律;随着碱度从1.8增加到2.3,铁酸钙生成量呈上升趋势,但是MgO对铁酸钙生成的促进作用减弱;实验还发现,随着MgO含量增加,不含Al2O3时铁酸钙晶形有“柱状”向“针状”变化趋势;加入质量分数为2.5%的Al2O3后,MgO含量增加对铁酸钙晶形影响减小。     

MgO对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响

为了探究MgO对烧结矿液相形成性能和微观结构特性的影响,采用Factsage 7.1热力学软件模拟分析了MgO对烧结矿液相形成性能的影响,并且开展了不同MgO含量的烧结杯试验研究。研究表明,随着MgO含量增加,烧结矿理论液相生成量减少,液相黏度降低,液相中w(Fe₂O₃)/w(CaO)增加,使得混合料中CaO的活度提高,铁酸钙相形成的热力学条件改善;当MgO质量分数由1.60%提高至1.90%,一方面,烧结矿矿相组成中枝晶状铁酸钙相含量增加,针状及板柱状铁酸钙相发展受到抑制,铁酸钙黏结相总量降低,硅酸盐相含量增加,导致液相黏结包裹矿粉颗粒能力变差,固结强度性能受到不利影响;另一方面,由于MgO是高熔点物质,矿化反应过程中,MgO易固溶进入磁铁矿晶格,并在高温固相反应中形成难熔物相,使得烧结矿磁铁矿相含量增加,赤铁矿相含量减少,从而降低烧结矿低温还原反应过程中产生的晶格结构畸变应力,改善低温还原粉化性能。     

配加白云石烧结矿中MgO的赋存状态和矿物组成及其对冶金性能影响的研究

本文采用光学显微镜、电子探针分析以及有关矿物的穆斯堡尔效应等研究方法,分别对自熔性烧结矿小饼和高硅富矿粉配加白云石烧结不同MgO含量自熔性烧结矿(SiO_213%,CaO/SiO_2=1.2)以及包钢磁铁精矿粉配加白云石烧结高碱度(R=1.5～1.76)烧结矿中的矿物组成、显微结构以及MgO在烧结矿中的赋存状态和作用,进行了分析研究。研究查明了MgO在烧结矿中的分布状态和矿物组成变化规律及其对烧结矿冶金性能的影响。对在烧结料中配加白云石有利于提高烧结矿的冶金性能,提供了理论依据。     

MgO在烧结矿中分布规律的研究

目前MgO在烧结矿中研究大多在烧结工艺层面,即MgO对烧结矿冶金性能的影响,但对于烧结过程来说,研究的还比较少,特别是不同烧结条件下MgO在烧结矿中的分布规律还没有系统的介绍。通过烧结实验和X射线衍射,系统分析了MgO在不同碱度、不同温度、不同Al2O3含量等条件在烧结矿中的分布规律,为合理的烧结配矿提供理论依据。     

高硅原料烧结特征及对策

对于低品位、高二氧化硅原料的烧结,在烧结矿碱度CaO/SiO_2=1.6左右,FeO<14％的条件下,提高烧结矿MgO含量达5.5％以上,可提高烧结矿强度,消除风化,显著改善烧结矿质量和高炉技术经济指标。     

含钾、钠、氟铁矿石的高温性能及包钢合理炉料结构的研究

本文利用五因子二次回归正交设计法研究了K_2O、Na_2O、F、MgO和CaO/SiO_2对烧结矿高温性能的影响。K_2O、Na_2O和F的升高,使软熔性能严重恶化;F的存在使K_2O和Na_2O的不良影响加重了。提高CaO/SiO_2和MgO可以改善软熔性能,但其作用较普通烧结矿小。含K_2O、Na_2O和F的烧结矿在软熔过程中的压差陡升温度较普通烧结矿低200～250℃,使高炉内软熔带上升至热交换呆滞区,是料柱透气性恶化的主要原因。在精矿中K、Na、F不能显著降低的条件下,较优的入炉烧结矿成分是K_2O≤0.15%,Na_2O≤0.17%,F≤0.83%,MgO=2.5%,CaO/SiO_2=1.5;SiO_2≤6.5%。较合理的炉料结构是80%上述成分的烧结矿加上20%无钾、钠、氟的酸性球团。     

在高炉操作过程中添加适量MgO的新工艺

在实验室实验的基础上,研究了MgO对烧结过程和烧结矿冶金性能的影响.实验结果表明,烧结过程中不添加或少添加MgO可以提高烧结生产率和烧结矿冷强度,缩小高炉软熔带温度区间,从而改善软熔带的透气性,降低高炉内总压差.本文提出了一种将适量MgO添加到高炉中的新工艺,采用这种工艺时,炉渣中MgO的含量能够满足高炉生产的需要,同时还能降低烧结矿低温还原粉化率.     

提高高碱度烧结矿的强度

近几年来,丹阳钢铁厂在高炉炼铁生产中使用高碱度、高氧化镁烧结矿,根据炉料结构的变化,烧结矿的碱度(CaO/SiO_2)上了三个台阶:即:MgO提高到3.0以上,并使碱度达到1.45±0.1;碱度提高到1.90±0.1,并稳定MgO在3.0以上;碱度提高到2.5±0.1,MgO仍稳定在3.0以上。     

MgO对烧结矿CaO-Fe2O3系初期液相生成的影响

为了研究MgO对烧结过程中CaO Fe2O3系初期液相生成的影响及作用机理,通过DSC研究了不同MgO含量试样在升温过程中液相生成的变化,并通过XRD确定液相生成前MgO对矿物组成的影响。结果表明,试样中MgO含量的增加使得升温过程中初期液相生成量减少,但是初期液相的生成温度没有明显变化。MgO对初期液相的抑制分为两种方式,一种为MgO与Fe2O3反应生成含镁磁铁矿,另一种为MgO添加导致CaFe2O4分解。这两种方式都使CaO含量升高,促进了高熔点矿物Ca2Fe2O5和含镁磁铁矿的生成,导致液相量降低。通过研究MgO对初期液相生成的影响,为烧结矿中合理添加含镁熔剂提供理论基础。     

试论冶炼低硅低硫生铁的炉渣碱度

本文提出使用三元碱度(CaO+MgO),SiO_2大于1.35的炉渣冶炼低硅低硫生铁,在武钢三、四高炉、唐钢、首钢、鞍钢等厂高炉生产实践得到证实。在国外,日本高炉采用同样方法。炉渣二元碱度高于1.1时,MgO含量提高到10％以上,对炉渣粘度的影响不明显;烧结二元碱度大于1.5,MgO含量增加到2％以上时对烧结矿热强度的影响不显著。各地原料不同,应通过试验决定。     

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。     

ICP-AES法测定铁矿石中SiO2,CaO,MgO,Al2O3,MnO,P,TiO2等成分

采用碳酸钠和硼酸混合熔剂,用碱融法处理试样,并通过实验条件的优化,克服了引入大量基体对测定的干扰,实现了ICP-AES法对铁矿石、烧结矿中SiO2,CaO,MgO,Al2O3,MnO,P,TiO2等成分的同时测定.本方法试剂用量少,分析速度快,线性范围宽,分析结果准确、可靠.     

三元碱度烧结矿生产实践

我厂广大职工,认真贯彻党的十一大路线,以“镁”带“钙”、“镁钙”并举,提高烧结矿的三元碱度,以100%的白云石粉代替石灰石作熔剂,生产出较高的三元碱度烧结矿。MgO含量由基准期的3.02%提高到6.61%,三元碱度(CaO+MgO/SiO_2)从1.29提高到1.54。通过高炉冶炼实践证明,提高了烧结矿的还原性,并使熔剂单耗有了大幅度下降,焦比也有些降低。且由于高炉中氧化镁含量增加,改善造渣过程,使高炉顺