酸性球团还原过程中微观结构变化研究

在实验室模拟高炉条件下研究球团还原过程,采用X射线衍射仪(XRD)测定球团在不同还原温度下的物相组成,通过光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察球团还原过程中微观结构的变化。研究结果表明:球团在还原过程中出现分层现象,由低温下外层磁铁矿-核心赤铁矿逐渐转变为高温下外层金属铁-核心浮士体;球团还原停滞现象首先由生成的渣膜包裹铁氧化物颗粒,引起还原速率降低,之后生成密实金属铁壳阻碍还原气体进入球团内部,进一步减慢还原速率。     

钛磁铁矿各种焙烧球团的还原速度分析

对钛磁铁矿球团还原动力学的专题研究报告中,几乎没有涉及到关于球团焙烧条件的影响。所用试样大都是经过1250℃左右高温焙烧的氧化球团~([1])。实际上,焙烧温度和气氛不仅影响到球团的品质和工艺过程能耗,而且也影响到球团在还原过程中的结构变化和还原速度。本研究是将钛磁铁矿生球分别置于氧化、中性和磁化的气氛下,控制较低的温度水平(950～1150℃)进行培烧,再作还原实验和某些物理特性的测定,以考察不同焙烧球团的还原动力学特点。     

鞍鋼球团矿的生产

原料的准备和配料——造球——隧道窑式球团焙烧爐——一号球团設备的经济技术指标——球团生产的优缺点——结语 1958年鞍鋼烧結总厂团矿車間經过多次試驗,試制成球团矿,并在同年10月建成了我国第一座球团焙烧爐。本文着重介紹这座球团爐的生产工艺过程和初步取得的一些經驗。球团焙烧爐是在旧有的隧道窑式方团焙烧爐的基础上改建而成。球团生产工艺过程分为:原料准备、配料、造球、生球干燥(包括預热)、点火和焙烧冷却几个部分。其生产流程見图1。     

中国转底炉处理含锌尘泥生产中含碳球团粉化原因解析

转底炉(RHF)工艺是中国处置钢铁行业含锌粉尘的有效方式之一。目前,转底炉处理含锌尘泥生产中存在含碳球团粉化严重的问题,会对生产顺行与产品质量造成不利影响。因此,对原料预处理系统、压球成型系统、干燥系统、转底炉直接还原系统、金属化球团冷却系统等各个工序中含碳球团的粉化现象进行全面考察与解析。解析发现含碳球团粉化包括自然粉化与还原粉化,自然粉化的主要原因是炼钢尘泥中活性氧化钙(f-CaO)的消解不完全与含碳球团在干燥过程中水分表面气化和内部扩散速度的差异;还原粉化的主要原因在于低温(400～600℃)还原过程中含铁物相晶型转变与晶体体积变化。     

球团烟气脱硝处理系统

正专利号:201820158802.9专利类型:实用新型提供了一种球团烟气脱硝处理系统。具有如下优点:(1)采用球团烟气脱硝的新方法进行球团烟气脱硝,只在球团链篦机和回转窑之间的烟道开孔,对原有球团生产设施变动极小,不影响原有球团的正常生产,可以连续进行施工和作业;(2)充分利用原有球团链篦机和回转窑之间的烟气热能进行气化和高温还     

硅镁型红土镍矿球团焙烧固结机制研究

针对红土镍矿在焙烧过程中物相转变及固结机制问题,对原矿进行了化学成分、X射线衍射(XRD)分析,得知红土镍矿主要以Fe2O3和单斜形蛇纹石矿物为主,另外含有部分十字沸石和利蛇纹石;通过热重(TG)、差热(DTA)测试,得到了在焙烧过程中,自然水、结晶水及羟基分别在195,293和612℃被脱除,在830℃时,部分硅酸盐发生物相转变;并用Factsage软件对红土矿在加热过程中液相的产生量进行了理论计算,当焙烧温度为1220℃时红土矿球团开始产生液相.在实验室中,利用箱式电阻炉进行球团焙烧实验,结果表明,焙烧球团的抗压强度和落下强度随着焙烧温度和时间的增加而增大,焙烧温度低于1200℃时,球团依靠固相反应和再结晶固结,抗压强度及落下强度较低;焙烧温度达到1300℃时,红土矿会产生34％的液相,冷却后使球团固结,抗压强度和落下强度大大增加;当焙烧温度一定时,球团抗压强度和落下强度随焙烧时间的延长而增加,但是球团的强度增加幅度较小.     

基于多指标正交试验的链箅机抽风干燥段热工参数优化

链箅机是铁矿球团干燥脱水和预热氧化的热工设备,球团在链箅机抽风干燥段的干燥效果直接影响着球团质量。基于传热学、局部非平衡热力学理论和干燥动力学原理建立抽风干燥段的流体力学(CFD)模型,采用CFD方法模拟球团料层在抽风干燥段(DDD)中的干燥过程,提出多指标正交试验法,并定义热能利用率的正交试验指标,得到球团料层在抽风干燥段的参数优化方案。在该优化参数方案下,抽风干燥段球团料层提前约14 s达到92%的干燥度。研究结果可为链箅机抽风干燥段的热能有效利用提供理论参考。     

应该重视入窑(预热)球团的质量

采用大量的球团工艺试验数据和研究成果,探讨了干球预热的热工制度对入窑球团质量的影响,强调预热温度和预热气体流量是关键。提出应该重视入窑球团的三个质量指标,即预热球团的抗压强度、转鼓(耐磨)指数以及入窑球团的(平均)温度。     

利用人工神经网络模型预测球团矿还原粉化指数

印度JSW钢铁公司是一家年产钢700万t的联合钢铁企业,其炼铁单元由2座COREX和3座高炉组成。COREX和高炉用球团由一个年产420万t的带式焙烧机球团厂供给。作为一项重要的冶金性能指标,球团的还原粉化指数(RDI)要求满足COREX和高炉冶炼的要求。通过建立神经元网络模型和敏感度分析,研究了给料率、料层高度、焙烧温度、干透点温度、COREX煤气单耗、膨润土的添加量、生球水分、生球碳含量、以及成品球的MgO、Al2O3含量和碱度等12个因素对球团RDI指标的影响,并对焙烧机生产球团的RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)进行了预测。结果表明,球团中MgO、CaO/SiO2,生球碳含量和Al2O3含量对球团RDI指标影响较大。预测结果与实际的数据误差低于4%。研究得出:①生球的MgO、氧化铝和碳含量以及二元碱度对球团RDI有重要影响。②随着球团MgO含量和球团二元碱度的升高,球团RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)得到改善。③随着生球中氧化铝含量的增加,球团RDI升高,因此应尽量使用低氧化铝含量的铁矿粉来降低球团中的氧化铝。随着生球中氧化铝和碳含量的增加,球团RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)有所降低。④提高球团二元碱度和MgO含量的同时,降低生球碳含量可以改善球团的RDI。因此需要对它们的配比进行优化。⑤二元碱度0.50～0.55,MgO质量分数0.35%～0.45%,生球碳质量分数1.15%～1.20%,焙烧球氧化铝质量分数低于2.5%,FeO质量分数低于0.60%时,可望得到较低的RDI。⑥相对于球团中的碳和CaO含量,最优的焙烧温度可以改善球团的RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)。⑦高给料率和较高的料层高度会使球团的RDI(-6.3mm)和RDI(-0.5mm)升高。     

新的铁矿石复合球团烧结法

为了解决带式烧结机上用铁精矿粉烧结生产率低下的难题,日本钢管公司开发了一种新的铁矿石复合球团烧结法(HybridPelletized Sinter Method),称之谓“HPS”法。其特点是:(1)产品中SiO_2、的含量低于5%,与球团矿相当;(2)球团颗粒之间主要由细赤铁矿和细铁酸钙组成的扩散结构连结;(3)高温还原期内球团颗粒表面生成的金属外壳,对炉内冶炼过程不产生有害影响;(4)球团烧结矿的葡萄状外形,不易产生滚动,能适应高炉炉顶布料的控制要求。     

文摘

影响球团带式焙烧机(OKM)工作热效应的因素有三类:热工的、工艺的和原料的,而工艺诸因素决定着OKM各带的加热速度、冷却速度,以及热加工的温度和时间。文中分析讨论的内容有:(1)球团内渗透气体的过程速度,即乾燥、加热、液固相烧结的过程速度是由料层内的热交换强度决定的。因此,含有的挥发物愈多,加热速度应该愈慢;精矿磨得愈细,乾燥速度应该愈慢;球团粒径     

含钒钛铁矿球团还原过程中微观结构变化

在实验室模拟高炉条件下研究了含钒钛铁矿球团的还原过程,采用X射线衍射仪测定含钒钛铁矿球团在不同还原温度下的物相组成,通过光学显微镜和扫描电镜观察含钒钛铁矿球团还原过程中微观结构变化,并结合能谱分析仪研究氧化物中不同元素的分布状况.含钒钛铁矿球团在还原过程中出现的铁钛分离现象会影响含钒钛铁矿球团的还原性,形成的高钛含量钛铁晶石会增加铁氧化物还原难度.高温时形成的密实金属铁球壳会阻碍内部氧化物的还原,导致还原停滞,从而造成含钒钛铁矿球团高温还原性较差.当内部熔融物滴下时,会提高高炉下部氧势,有利于减少Ti(C,N)的生成.      

粒度对熔剂性球团冶金性能及矿相结构的影响

为提高熔剂性球团质量,解析不同粒度条件下球团性能的变化规律,本文以唐钢新区带式焙烧机球团生产线为研究对象,通过投笼造球试验和冶金性能检测等方式,分别对8.0～10.0、10.0～12.5、12.5～16.0、16.0～20.0 mm 4种粒度条件下球团冶金性能和矿相结构进行研究。结果表明：随着熔剂性球团粒度的逐渐提高,球团抗压强度从1 767 N/P提高至3 606 N/P,1 h还原度从78.5%降低至47.8%,还原膨胀指数略有降低,整体维持在12%以下,低温还原粉化指数(>6.3 mm)从87.8%降低至66.5%,低温还原粉化指数(>3.15 mm)从95%降低至87.2%,低温还原粉化指数(<0.5 mm)变化幅度较小,约为4%;随着熔剂性球团粒度的逐渐提高,气孔率降低,从38.93%降低为31.4%,液相率略有降低,固相比例显著提高,从41.05%提高至58.41%,致密度提高但液相率降低可能使得原本存在的链接状态失去效果,侧面减弱了熔剂性球团的低温还原粉化性能。因此,在熔剂性球团生产过程中应控制合适的球团粒度,改善熔剂性球团性能和微观结构,以便有利于高炉...     

炼镁用预制球团填充层的有效导热系数研究

炼镁用预制球团煅烧后呈多孔形态,其传热特性与皮江法压制的球团完全不同.本文采用数值方法研究了预制球团煅烧后球团填充层的有效导热系数.结果表明:高温下,辐射传热起主要作用,可显著增加床层的有效导热系数;提高球团导热系数或增加球团直径均可提高床层的有效导热系数;球团直径相同时,皮江法球团填充层有效导热系数略优于预制球团.在1 473 K,球团直径为22.3 mm时,皮江法球团填充层的有效导热系数为1.3 W·m~(-1)·K~(-1),预制球团填充层的有效导热系数为1.1 W·m~(-1)·K~(-1).     

钒钛磁铁矿球团灾难性膨胀及其消除办法的研究

某些高品位铁精矿球团在用气体(H_2或CO或其混合物)还原时发生所谓的灾难性膨胀的问题,早已多有报道.以钒钛磁铁矿为原料的球团的还原膨胀性质的研究尚未进行过.为解决钒钛磁铁矿球团竖炉直接还原过程中发生的灾难性膨胀问题,在实验室中用光学投影法研究了氧化钠化球团还原时的特性.不附加任何添加剂的氧化球团(TY)升温还原到550～750℃时发生正常膨胀,最大线膨胀率为4～7%.添加5～6%芒硝的氧化球团(6NTY)在同样条件下发生灾难性膨胀,最大线膨胀率15～30%,膨胀后的球团严重粉化,一触即溃.但6NTY球团在高于～1100℃恒温还原时,仅作正常膨胀.用控制气体还原位的方法分步还原实验结果表明,6NTY球团的灾难性膨胀及TY球团的正常膨胀都是发生在赤铁矿-磁铁矿转变阶段,这与国外研究者提出的在浮土体-金属铁阶段生成的铁须导致球叫灾难灶膨胀的观点不同.用弱还原性气氛(例如CO/CO_2=1/99的还原气体)对球团作磁铁矿化处理,消除了赤铁矿,从而完全消除了灾难性膨胀.磁铁矿化球团(6NTM, 6NTYM, 6NTYVM)的还原膨胀值仅～1.5%,相当于球团的热膨胀值.提出了磁铁矿化指标α=Fe~(3+)/TFe-0.70TiO_2作为事先检验球团还原膨胀性质的判据.研究结论已为四川省冶金研究所进行的扩大试验结果所证实.     

带式焙烧机工艺高硅镁质熔剂性球团制备特性

本文以高品位磁铁精矿(O矿)、高镁磁铁精矿(K矿)和高硅赤铁矿粉(Y矿)为原料,根据某钢厂现场原料配比40%O矿+20%K矿+40%Y矿,在实验室开展模拟带式焙烧机工艺的高硅镁质熔剂性球团制备特性研究,揭示了二元碱度(CaO/SiO₂为0.5～0.9)对球团焙烧特性、成品球团冶金性能(还原度RI、还原膨胀指数RSI和动态法低温还原粉化指数LTD_{+3.15 mm})和矿相学特征的影响规律。结果表明：提高球团碱度有利于改善球团焙烧和冶金性能,在0.5～0.9的碱度范围内,球团的还原度≥65.38%、还原膨胀指数15%、动态低温还原粉化性能优良(≥98.88%)。矿相分析结果表明,所制备高硅镁质熔剂性球团的固结形式主要为Fe₂O₃再结晶,提高碱度利于形成更多液相从而促进固结,降低球团孔隙率,从而生产出性能良好的成品球团。本研究将为工业生产实践提供有力支撑和重要借鉴。     

转炉四元熔渣中锰矿含碳球团熔化行为模拟研究

采用实验模拟与数值模拟相结合的方法,对锰矿含碳球团在转炉4元熔渣(51CaO-16SiO_2-10MgO-23FeO)中的熔化行为进行研究。结果表明,锰矿含碳球团在熔渣中还原时生成了固态产物层,减少固态产物层的厚度和存在时间,能加快球团在熔渣中的还原速度;基于一维非稳态导热微分方程建立了含碳球团熔化过程的数值模型,模型计算与实验结果能较好吻合;采取不同条件进行模拟计算发现,当熔渣温度为1 600℃时,假设固态产物层不存在,球团还原时间可缩短35%左右;对锰矿含碳球团进行预热、适当缩小球团直径及降低还原产物熔点均能减少固态产物层存在时间,从而提高球团还原速度。     

冶金尘泥含碳球团直接还原机制的试验研究

摘要：以气固反应相继发生动力学模型为基础开展冶金尘泥含碳球团直接还原试验,考察还原速率、还原率以及还原气氛等表征还原特性的特征参数在整个还原过程的变化,研究冶金尘泥含碳球团的还原行为及过程的作用机制。结果表明：冶金尘泥含碳球团的还原过程由孕育启动期、快速反应期和反应结束期组成,反应进程快,3~5min就能达到碳气化和铁氧化物还原剧烈进行的温度。在1270℃以下,升高温度对含碳球团还原有明显加速作用,但进一步提高温度,球团n(C)/n(O)( (C、O摩尔比))及球团中碳的消耗对还原过程的影响更为显著,表现在最大还原速率维持时间延长,还原率大幅提高。碳气化反应是含碳球团还原过程最重要的环节,其反应生成的CO决定了铁氧化物还原反应物的供给速度。反应过程处于明显的还原性气氛中,气氛中CO2来自于部分CO的进一步氧化,其含量多少取决于气氛中CO的数量和反应的进程。     

钒钛磁铁矿制备镁质熔剂性球团性能研究

镁质熔剂性球团因具备良好的冶金性能,越来越受到高炉的青睐.本文通过相关球团试验,研究了不同碱度与w(MgO)对钒钛磁铁矿制备的成品球团强度、冶金性能的影响;并对成品球团的微观结构及物相组成进行分析,阐述了球团的固结机理.研究结果表明:随着碱度的增加,成品球团内部孔隙率增大,导致其抗压强度降低;而w(MgO)的增加,成品...     

球团生产中润磨技术的应用

介绍了承德建龙钢铁公司8m^2竖炉球团生产线增加润磨工艺后。从生产过程控制、球团质量、经济效益等方面的情况,应用润磨工艺可以使铁精粉的细度(-200目)由70％下降到50％,膨润土配比降低2．5％、球团品位上升1．5％,经济效益很好。