鞍钢烧结工艺技术自主集成创新与展望

围绕提高烧结矿产量、质量,节能降耗,创新性地提出烧结配矿优化新方法,实现了鞍钢由传统配矿到智能配矿的转变;纠正了不合理的烧结制粒工序,实现烧结制粒工序由1台圆筒制粒机替代16台圆盘制粒机的大型技术改造,为今后我国烧结制粒设备的选择提供了宝贵的基础数据;创新性地提出用统计数学的"单型格子法"优化烧结燃料粒度组成的新方法;首次提出烧结不配加氧化镁熔剂,高炉实现低氧化镁炉渣操作;确定了合理烧结工艺参数及烧结矿碱度、合理氧化亚铁含量等;开发了超厚料层烧结工艺新技术,提出了鞍钢在炼铁原料技术方面应开展的重点科研工作。     

鞍钢4种典型铁精矿物化性能评价

对鞍钢4种典型铁精矿进行了系统的物化性能测试,包括铁精矿的粒度组成、比表面积、成球性能。结果表明,C铁精矿粒度细,比表面积大,优于A矿、B矿、D矿;C铁精矿的成球性指数K为0.81,属优成球性,而其它3种铁精矿的成球性指数都在0.35-0.60之间,属于中等成球性的物料。     

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%。     

鞍钢集团朝阳公司烧结配矿研究

根据朝阳鞍凌公司烧结生产实际情况, 分析研究了配加鞍凌“四合一”杂料, 改变粉矿种类和提高粉矿比例对烧结技术指标的影响。试验结果表明: 配加杂料可以提高各项烧结技术指标, 但配加比例达到一定程度后, 会对工业生产带来困难; 在配加比例相同的条件下, 配加杨迪矿可以提高烧结矿的转鼓强度, 配加纽曼矿可以提高烧结机产量, 配加巴西矿可以提高烧结矿成品率; 提高粉矿比例后, 当杨迪矿和南非矿混合配加时, 可以得到较好的技术指标。根据烧结矿低温还原粉化指标较差的实际, 分析了烧结矿的显微结构, 并进行了烧结矿喷洒氯化钙溶液的研究, 取得了较好的试验效果。     

球团添加菱镁石熔剂对焙烧工艺制度的影响

 为研究球团添加菱镁石熔剂对焙烧工艺制度的影响,在实验室条件下,将菱镁石熔剂添加到普通酸性球团中,利用傅立叶导热微分方程推导了球体不稳定导热微分方程,采用有限差分求解方法解析了菱镁石熔剂对球团传热过程的影响。分析结果表明：在相同焙烧条件下,普通酸性球团完成焙烧的时间为8.35 min,添加菱镁石熔剂的球团为9.13 min。建议在生产含氧化镁的酸性球团时,应适当提高预热段温度使熔剂中碳酸盐充分分解或适当延长焙烧时间,以实现球团的合理焙烧。     

双层复合熔剂性球团的开发研究

为了改善高炉炉料的冶金性能,提出了中心为高碱度烧结矿、外层为酸性多孔氧化镁质结构的双层复合熔剂性新型球团.试验研究表明:双层复合熔剂性球团的生球强度可满足高炉原料的质量要求,其熟球具有优良的高温冶金性能.该种球团的内核主要由赤铁矿组成,焙烧时中心不会出现过热,并可避免传统酸性球团"还原停滞"问题.动力学分析表明,双层复合熔剂性球团在还原过程中的总阻力低于普通熔剂性球团.     

生石灰高温性能检测方法及其应用

为弥补现有方法对生石灰高温反应性评价不够全面这一缺陷,本文设计了对鞍钢常用生石灰高温反应性能进行检测的方法,依靠测定生石灰与铁矿石标准试样的开始反应温度来评价生石灰的高温反应性,并通过烧结杯试验对检测结果进行验证,结果表明:生石灰1的低温活性度最高,生石灰3次之;生石灰3的高温反应性最强,生石灰1最差;在配比相同时,生石灰1的低温制粒特性略优于生石灰3;配加生石灰3的烧结固体燃耗低于配加生石灰1的;配加生石灰3的烧结利用系数、烧结矿转鼓强度和成品率均高于配加生石灰1的;在试验配比范围内,综合考虑生石灰低温和高温指标,生石灰3优于生石灰1。     

焦粉粒度分布对铁矿石烧结指标的影响

焦粉粒度对烧结生产指标具有重要的影响。通过烧结杯试验开展焦粉粒度最佳组成的试验研究。结果表明,焦粉粒度从小于1 mm增加到5~8 mm时,烧结矿强度、烧结利用系数、固体燃耗、产量、垂直烧结速度及粒度分布均变差;烧结生产所使用的焦粉粒度组成可根据生产目标进行调整,当要求烧结矿转鼓强度达到最高值时,焦粉的粒度分布应当是57.20%的小于1 mm、25.63%的1~3 mm、11.17%的3~5 mm和6.00%的5~8 mm。当焦粉由鞍钢实际生产的粒度分布调整为最佳粒度分布时,烧结原料矿化过程合理,烧结矿转鼓强度增加1.48%,产量增加1.73%,10~40 mm的烧结矿增加2.16%,固体燃耗降低0.69 kg/t,冶金性能指标明显改善。研究结果对烧结生产中合理控制焦粉粒度分布具有一定的理论指导作用。     

双层预烧结新工艺

为了探明预烧结时间和上下层厚度的分配等关键参数对双层预烧结工艺的影响,在实验室开展了双层预烧结技术的基础研究。结果表明,在总料层厚度和预烧结时间确定时,上层和下层料层厚度的分配决定了总烧结时间的变化。随着下层厚度的增加,总的烧结时间呈先缩短再延长的趋势,在上层厚度为350 mm、下层厚度为650 mm时总烧结时间最短;在上层和下层料层厚度确定时,随着预烧结时间的增加,烧结总时间呈先缩短后延长趋势,烧结利用系数随预烧结时间的增加则先增大后减小,转鼓强度随预烧结时间的增加保持增大趋势,适宜的预烧结时间应控制在10～12 min。在料层有两个燃烧带同时存在,抽风能力不足时,下层烧结矿含有大量骸晶结构,还伴有部分马蹄形状未完全还原成富氏体的磁铁矿颗粒出现,这表明存在燃烧不充分的现象。以上研究结果为双层预烧结新工艺的完善提供了基础指导。