氧气高炉块矿与烧结矿软熔过程交互作用

 以不同预还原度的块矿及块矿与烧结矿的混合矿为研究对象,利用单颗粒荷重软化试验装置,考察了氧气高炉及传统高炉还原气氛对块矿及混合炉料软熔性能的影响。研究发现,高还原势的氧气高炉条件下,含铁炉料还原度的提高导致其颗粒内部铁相数量增加,低熔点渣相数量减少,块矿的软熔性能与传统高炉条件相比有所改善。同时,通过对软熔过程相关数据及炉料颗粒微观结构的分析,发现氧气高炉条件下,块矿-烧结矿混合炉料在界面上发生了交互作用;由于铁相数量的增加及渣相的减少,不同渣相的接触时间被推迟,接触的渣量也减少,导致相对于传统高炉条件,氧气高炉条件下发生交互作用的温度升高,其作用强度减弱。     

莱钢含铁炉料熔滴性能试验研究

对莱钢常用的含铁炉料单种矿以及混合矿进行了熔滴性能试验,通过试验分析:常用球团矿中,鲁南球熔滴性能最好;常用块矿中,纽曼块的熔滴性能最好;烧结矿熔滴性能随着烧结机的增大,其烧结矿的熔滴性能更优;烧结与球团及块矿相比较,烧结矿具有最好的熔滴性能;混合炉料的熔滴性能指标体现了各单种炉料的互补性,因此,需要进一步加强混合炉料结构的优化研究,保证高炉炉况的稳定顺行,降低高炉冶炼成本。     

氧气高炉含铁炉料软熔特性研究

摘要：以烧结矿、球团矿及其混矿为研究对象,利用荷重软化滴落设备,分别探索了氧气高炉和传统高炉条件下烧结矿、球团矿、混合矿软熔特性。研究发现,与传统高炉气氛相比,在氧气高炉气氛下烧结矿、球团矿、混矿软化开始温度降低,软化结束温度升高,烧结矿滴落温度降低,球团矿与混矿滴落温度升高,并且熔滴区间减小甚至消失。通过对软熔过程相关数据分析,发现在氧气高炉气氛下混矿有一定的交互作用,提高了炉料透气性。     

攀钢高炉不同炉料相互作用机理试验研究

为探究攀钢高炉不同炉料在软熔过程中的相互作用机理,进行了单种原料及其混合矿软熔性能的测定以及由两种炉料组成的混合矿在特定温度软熔性能测定的中断试验。在试验条件下,块矿的滴落温度T_d最低。与球团矿相比,烧结矿的软化终了温度T₄₀低、滴落温度T_d高、软化温度区间ΔT_s窄、熔化温度区间ΔT_m宽。与烧结矿和球团矿相比,混合矿的滴落温度T_d明显降低。块矿软熔以后在荷重的作用下渗入烧结矿和球团矿的空隙间,促进其与烧结矿或球团矿中物相的相互侵蚀和元素在不同物相间的迁移,从而加速混合矿的软化熔融。     

宣钢高炉含铁炉料熔滴性能

对宣钢高炉炉料结构进行了熔滴性能试验研究。单矿的熔滴试验结果表明:宣钢常用的2种烧结矿软化性能较好,但滴落性能较差,1 520℃仍未滴落;3种球团矿中自产球总体熔滴指标最好但软化区间最长(313℃);2种块矿中PB矿开始软化温度最低软熔区间最长,试验中未能滴落。蒙古矿软熔性能较好,但滴落温度高达1 518℃。通过对15种配矿方案进行的熔滴试验,结果表明:降低烧结矿配比,提高PB矿比例可改善炉料的熔滴性能。在试验条件下,配矿方案为"烧结矿68%+球团矿16%+PB矿16%"的炉料结构熔滴性能最佳。     

烧结矿碱度对综合炉料交互反应的影响

以不同碱度的烧结矿及烧结矿与块矿的混合矿为研究对象,利用荷重软化熔滴装置,考察了烧结矿碱度对综合炉料软熔性能及不同炉料间交互作用的影响。研究发现:随着烧结矿碱度增加,炉料结构中块矿的质量配加比例提高,炉料间的交互作用增强,主要表现为综合炉料软化开始温度及熔融开始温度降低,混合炉料的透气性得到改善。炉料结构的变化使矿物间的交互反应随着烧结矿碱度的提高而增强,进而导致液相成分发生改变,降低了初渣物相熔点,而烧结矿碱度过高时会恶化料柱的透气性。同时通过扫描电子显微镜?能量色散谱仪(SEM?EDS)及X射线衍射(XRD)精修表征整个还原过程烧结矿物相变化,渣相中主要物相为浮氏体和硅酸钙,随着烧结矿碱度增加,在不同断点2CaO·SiO₂的含量呈现降低趋势,表明烧结矿还原过程生成的高熔点物相随之降低,综合炉料的液相生成温度随之降低,炉料间交互作用增强。因此,适当提高烧结矿碱度,提高块矿入炉的质量配比,利于高炉的强化冶炼。      

高炉内天然块矿与烧结矿高温交互反应研究

单一块矿的冶金性能是高炉选择使用块矿的重要技术指标.在实验室分别研究块矿、烧结矿及其混合炉料软化特征的基础上,研究了块矿在高炉高温区与烧结矿之间的交互作用情况,提出了高炉高温区内天然块矿与烧结矿交互反应性的新概念,同时给出了它的测定及评价方法,并结合综合炉料的熔滴性能考察了天然块矿高温反应的影响.     

莱钢含铁炉料熔滴性能试验研究

对莱钢常用含铁炉料单种矿以及混合矿进行了熔滴性能试验,结果表明,常用球团矿中,LK球熔滴性能最好;常用块矿中,NM块的熔滴性能最好;烧结矿熔滴性能随着烧结机的增大,其烧结矿的熔滴性能更优;与球团及块矿相比,烧结矿具有最好的熔滴性能;混合炉料的熔滴性能指标体现了各单种炉料的互补性。需要进一步加强混合炉料结构的优化研究,保证高炉炉况的稳定顺行,降低高炉冶炼成本。     

块矿配比对高炉配合炉料冶金性能影响规律研究

针对宝钢高炉所用的两种块矿——N块矿和F块矿,进行了包括热爆裂、低温还原粉化、还原性以及熔滴性能在内的一系列冶金性能试验研究,结果表明:N块矿的热爆裂性能要好于F块矿;当N块矿与F块矿的配比分别占到35％时,炉料的粉化RDI指数最好;当F块矿和N块矿分别与烧结矿混合后,炉料还原性能得到提升;在软熔性能试验中,当N块矿与烧结矿混合后其配比占到40％时,作为炉料透气性指数的特征值面积(S)最小,当F块矿与烧结矿混合后,相比单独F块矿而言,混合后的熔滴性能明显得到提升,并且F块矿的配比不宜超过 15％.     

不同球团矿和块矿配加条件下炉料冶金性能

 针对铁矿石品种多、质量波动大,导致高炉炉料结构稳定性下降的问题,通过实验室试验,系统研究了含铁矿石的冶金性能以及烧结矿与不同种类天然块矿和球团矿搭配的混合炉料结构高温性能。结果表明,烧结矿的还原性能和熔滴性能优于酸性球团矿和进口块矿,但是低温还原粉化现象十分严重,低温还原粉化指数RDI_{>3.15 mm}仅为70%,哈皮块矿的滴落温度过低,只有1 353 ℃,南非块矿压差过大(6 820 Pa),不利于高炉稳定顺行;里奥球和萨玛科球冶金性能优良,可以适当地提高其比例来弥补烧结产能不足的缺陷;在低烧结比(55%)条件下,不同球团搭配使用时,炉料的软化区间、熔融区间变窄,最大压差Δp_m降低,综合性能得到明显改善。最佳的混合炉料结构为55%烧结矿+20%里奥球+5%萨玛科球+20%哈皮块矿;配加纽混块矿的炉料结构,软熔区间窄,最大压值Δp_m和总特性值S低,软熔滴落性能较好。     

日本高炉炉料结构的新进展

介绍了日本高炉的座数逐步减少,而炉型却更加大型化.高炉炉料结构的特点是烧结矿比高且一直比较平稳,而球团矿比自1979年以后至今一直在下降,块矿比一直在上升.最后叙述了川崎制铁千叶6号高炉高比例块矿冶炼指标不够好及神户制钢神户3号高炉高比例球团矿冶炼指标不理想的情况.     

邯钢高炉低烧比炉料结构的优化

鉴于环保压力的影响,高炉应减少烧结矿的使用,多使用相对清洁的球团矿和块矿进行高炉冶炼。为配合酸性炉料的大比例加入,需要提高烧结矿的碱度。然而,随着烧结矿碱度的提高,高炉炉内压差升高,透气性恶化,高炉相应生产质量指标难以提升。为了避免烧结矿碱度过高所带来的问题,提出了新的技术思路,即将烧结矿中碱性熔剂取出直接加入高炉,选择适宜的球团矿种类、适宜碱度的烧结矿配加一定量的石灰石与一定比例块矿组成高炉炉料结构。研究结果表明,与综合炉料中直接加入碱度为2.3的烧结矿相比,外配石灰石的方式所组成的综合炉料熔滴性能更优,炉料透气性得到了改善。在熔滴性能满足高炉要求的情况下,通过外配石灰石的方式,炉料结构中烧结矿比例可以降低至47%左右。     

2680m3高炉使用非主流块矿的稳产降本实践

某企业2 680 m³高炉炉料结构为“75%高碱度厂烧+7%酸性外球+18%天然块矿”,为了降低高炉原料成本,选取不同非主流块矿与当前高炉使用的主流P块、N块进行了多种冶金性能检测,结果证明R块相较于P块、N块,矿石结构紧密,具有较好的抗热裂性能,同时还兼顾较高的还原性能。综合炉料的熔滴特性表明,配加R块后,料柱的软融区间降低25℃,但由于R块高铝的属性,导致渣系中极易形成高熔点渣相,降低炉渣流动性,料柱最大压差ΔP_max增加4.6 kPa。实际生产中,2 680 m³高炉配加R块后,仍可以实现稳产顺行并取得了较好的经济效益。     

Study on the interaction behaviour between lump and sinter under the condition of oxygen blast furnace

This research report describes the influence of the reducing atmosphere of oxygen blast furnace (OBF) and traditional blast furnace (TBF) on the softening and melting behaviour of lump and lump-sinter mixed burdens assessed by using the softening and melting test. The results reveal that in the OBF atmosphere, the softening and melting properties of lump ore is improved compared with that of the TBF, since the development of reduction degree increased the quantity of the iron phase in the burden particle, and decreased the quantity of slag phase with low melting temperature. In addition, the analysis on the microstructure of burden particles revealed that the interaction effect also occurred at the interface between lump and sinter particles in OBF case. Meanwhile, the scanning electron microscope images shows that the interface is still distinguishable when the samples of OBF case reached 60% contraction ratio (1379°C), whereas in the case of TBF, the interface almost disappeared above 40% contraction, and became completely undistinguishable at 60% contraction ratio (1290°C). This illustrates that, under the OBF condition, the starting temperature of interaction is raised, and the effect intensity is weakened.     

基于软熔滴落性能的高炉合理炉料结构

 为全面掌握鞍钢的烧结矿碱度、天然块矿配加比例和不同炉料结构的软熔特性,得到可评价炉料结构的方法,通过实验室试验,系统研究了不同碱度烧结矿的冶金性能,不同碱度烧结矿与球团矿搭配、烧结矿与球团矿和天然块矿搭配的复合炉料结构高温特性。结果表明,随碱度提高,矿物组成渐趋合理,烧结矿的还原和粉化指标改善,在碱度为1.90～2.05时,单一烧结矿的软化熔融性能较好;在碱度为1.95～2.15时,透气性较好;当烧结矿与球团矿搭配,碱度为1.90～2.15时,软熔区间窄,[S]特性值低;在配加天然块矿后,复合炉料的软化区间变宽,熔融区间变窄,综合性能得到改善。基于研究结果,提出了适合鞍钢原料条件的炉料间交互反应性的评价指数,通过指数判断,高炉天然块矿的适宜配加比例为15%～20%。     

高低碱度烧结矿搭配的冶金性能研究

高碱度烧结矿加酸性炉料正在我国部分高炉应用,其生产效果并不理想。通过对烧结矿进行转鼓指数、还原粉化指数、还原度等冶金性能的试验,分析了烧结矿在高炉块状带的冶金性能随碱度变化的规律,为酸性烧结矿搭配高碱度烧结矿的炉料结构的工业生产提供了理论依据。实验表明：酸性烧结矿的转鼓强度高于高碱度烧结矿约3%,但其还原性指数低于高碱度烧结矿约20%,不利于高炉发展间接还原。     

Mixed burden softening and melting phenomena in blast furnace operation Part 1 – X-ray observation of ferrous burden

Abstract

The cohesive zone in the blast furnace (BF) is largely affected by the high temperature properties of the ferrous burden. Lowering and minimising the width of this zone will increase the productivity and performance of the BF. Recently part of the BF ferrous burden has been replaced by direct reduced iron (DRI) and hot briquetted iron (HBI). The objective of the present work is to expand the current understanding of softening and melting (SM) mechanism of ferrous raw materials including DRI, HBI, pellets, lump ore and mixed burdens. A small scale 'deformation under load' experiment was designed to examine the interaction of ferrous burdens. The SM tests were conducted with ferrous burdens in different combinations and parameters such as bed contraction, pressure loss, reduction degree, etc. were measured. In addition, the process was visualised using X-ray fluoroscopy. There were microstructural differences between the ferrous materials which governed the initial compaction of bed. The softening of the single burdens of DRI and HBI occurs owing to softening of iron phase. In mixed burdens composed of DRI and pellets/lump ore, initial deformation is not affected by the presence of DRI; however the melting of the bed is dependent on the melting of DRI indicating its dominance over other burden components at later stages of deformation. The change in reduction degree between SM temperatures was found to be small.