带式机镁质球团热工制度仿真及优化

镁质球团矿冶金性能好,是一种优质炼铁炉料,其生产最适宜的设备是带式焙烧机,但镁质球团对焙烧均匀性要求高。针对带式机生产镁质球团,采用Fluent工具对焙烧过程进行了模拟仿真,以获得均匀的温度场。建模考虑了碳酸镁的分解、氧化镁含量对磁铁矿氧化的影响,仿真结果通过链篦杯实验进行了验证,模型模拟的温度准确率大于90%。随后利用仿真模拟,获得了镁质球团生产的适宜热工条件,优化后料层上、中、下3层的最高温度分别为1 179、1 202和1 166℃,且温度高于1 000℃的保持时间分别为17.5、15.4和15.5 min,料层温差明显减少,3层球团的强度分别为3 630、3 422和3 296 N/个,料层平均强度为3 449 N/个,相比实验室管炉试验确定的热工制度,其球团强度更均匀且平均强度增加842 N/个。     

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。通过流体力学(CFD)数值模拟和构建物质流和能量流计算模型,对现有带式焙烧机球团工艺的热工参数进行分析,阐明了镁质熔剂性球团制备特点,并论述了带式焙烧机在制备镁质熔剂性球团上的优势。     

带式焙烧机制备镁质球团的工艺及机理研究

针对镁质球团在回转窑中易粉化而造成结圈进而影响生产顺利进行的问题,以管炉试验为基础,采用半工业实验模拟带式焙烧机制备镁质球团的方法,研究在最佳焙烧制度下不同碱度与不同MgO质量分数对球团化学成分、冷态强度、冶金性能与高温固结特性的影响。结果表明:随着MgO质量分数的增加,成品球团矿抗压强度略微下降,但成品球团矿的还原膨胀率有所降低,软化温度区间与软熔温度区间有所提高。在预热温度900℃、预热时间6 min、焙烧温度1 170～1 250℃、焙烧时间12 min、均热温度1 000℃、均热时间3 min的热工制度下,70%巴矿与30%澳矿的混合矿在模拟带式焙烧机条件下,可以得到强度达标、冶金性能较好的成品球团矿。     

焙烧球团热交换的基本原理及计算公式

“静料层焙烧球团”的重要工业实践之一是带式机焙烧球团矿。研究静料层焙烧球团的热交换计算对于进一步探讨球团矿带式机焙烧的加热处理,以及在设计和生产中选择合理的热工制度;研究和应用电子计算机控制带式焙烧球团的生产,节约能源都有一定的意义。 “静料层焙烧球团的热交换”问题基本上可归结为“固定料层中料块的加热”问     

带式焙烧机布料筛分系统离散元仿真研究

针对带式焙烧机球团生产过程中存在料层透气性不均的问题,采用离散元模型对移动胶带-宽胶带-辊筛组成布料筛分系统的布料和筛分性能进行仿真研究,详细分析布料筛分系统中的工艺参数对布料均匀性和粒度分布的影响,旨在改善带式焙烧机球团生产过程中料层透气性。由于球团在带式焙烧机内相对台车处于静止状态,整个生产过程中不断与穿过料层的气流进行能量交换,因此料层透气性是影响球团矿产、质量的关键因素,而生球布料均匀性和粒度分布直接决定了料层透气性。研究结果表明:通过建立来料胶带有效宽度与移动胶带运行参数间的函数关系、适当降低宽胶带运行速度能够有效提高生球布料均匀性,并通过调节筛辊转速可以实现最佳布料和筛分效果。     

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。     

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...     

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。     

高镁铁精矿制备球团试验研究

目前,镁质球团制备主要是添加镁质熔剂,对高镁精矿直接制备镁质球团研究较少。以国外某高镁铁精粉为原料,系统研究了造球参数、预热参数及焙烧参数对球团性能的影响,并进行了投笼工业试验。结果表明,在膨润土用量1.2%,生球水分8.0%,造球时间15min的条件下,生球落下强度4.2次/(0.5m),抗压强度18 N/P,爆裂温度425℃;在预热温度1050℃,预热时间15min,焙烧温度1250℃,焙烧时间15 min的条件下,预热球团抗压强度524N/P,焙烧球团抗压强度2589N/P;成品球团的全铁品位63.35%,MgO含量1.70%,有害元素含量低,冶金性能优良,是一种优质的高炉炉料。     

熔剂种类对镁质熔剂性球团性能的影响

为了找到不同熔剂之间的适宜搭配,研究不同熔剂之间的两两搭配对生球强度、爆裂温度及抗压强度的影响规律,探索镁质熔剂性球团适宜的焙烧区间;并结合factsage软件确定适宜的液相量,借助XRD分析镁质熔剂性球团的矿相组成阐述了抗压强度变化规律。结果表明:四种不同熔剂搭配时,生球强度均能满足生产需求,高镁粉和高钙粉搭配时,爆裂温度最佳达560℃;高镁熔剂性球团适宜的焙烧温度为1 240℃,适宜的焙烧段较窄约为20℃,且该球团适宜的液相量为5%左右。     

润磨预处理对改善MgO球团矿预热焙烧性能的影响

 通过在铁精矿粉中配加镁质粘结剂进行了生产镁质球团矿的试验研究。研究结果表明,与酸性球团矿相比,配加镁质粘结剂生产MgO球团矿时所需要的预热温度和焙烧温度均较高,且焙烧时间也较长。但对铁精矿和镁质粘结剂混匀进行润磨预处理能改善MgO球团矿预热焙烧性能。混合料经润磨预处理后,球团矿预热温度能降低80℃,焙烧温度至少能降低30℃,焙烧时间至少能缩短4min。     

Investigation of factors affecting pellet strength in straight grate induration machine

Abstract

During induration in a straight grate machine, the green pellets pass through four different thermal treatments, namely drying, preheating, heating and cooling. The pellet bed is fired with downdraught firing leading to thermal gradients through the bed. Corex sludge, which is used as fuel in the pellet mix, supplies the necessary energy for uniform heating of the pellet. The physicochemical conditions, e.g. the temperature and oxygen partial pressure mainly depend on the amount of fuel incorporated in the pellet mix. As a result the percentage and the distribution of various phases in the pellets vary, leading to deviation in quality. To study the distribution of phases and their impact on cold crushing strength at different carbon levels (1·20 and 1·35%), pellets from different layers of the induration bed in an industrial straight grate were characterised. It was observed that the strength of the pellets varied from 142 to 268 kg/pellet and 128 to 245 kg/pellet across bed, with carbon 1·20 and 1·35% respectively. It was found that middle layer pellets had higher strength compared to top and bottom layers. It was observed that amount of hematite, magnetite, porosity and the pore size plays a significant role on the pellet strength. Pellets with 1·20% carbon showed better physical and microstructural properties across the pellet bed compared to pellets with 1·35% carbon.     

马钢镁质球团矿生产实践

马钢配加1.0%轻烧氧化镁粉生产镁质球团矿,竖炉炉况稳定;成品镁质球团矿MgO含量为1.68%,转鼓强度为92.18%,抗压强度为3 022 N/个,其冷态强度基本与酸性球团矿持平;冶金性能较酸性球团显著改善,其中RDI+3.15提高了9.62个百分点;透气性指标S值由752.41 kPa℃降至461.91kPa℃;熔融温度区间变窄;还原度指标提高3.73个百分点。三座高炉配用镁质球团矿生产期间,生产稳定、顺行,高炉经济技术指标显著改善,其中高炉利用系数提高了0.014 t/(m3.d),焦比下降8.45 kg/t,煤比降低4.62 kg/t,总燃料比降低14 kg/t。     

SG带式焙烧机镁质球团矿的生产应用

为满足高炉对镁质熔剂球团矿的质量要求,SG带式焙烧机进行轻烧镁粉、轻烧白云石及二者混合(按一定配比)添加的3种镁质熔剂添加方案工业试验。试验结果表明,添加轻烧白云石可以提高生球强度。采用轻烧镁粉和轻烧白云石按1∶3的添加方案,当该方案球团矿MgO质量分数为1.58%时,平均抗压强度为2 245 N/个,还原度为75.36%,还原膨胀率为14.37%及低温还原粉化率(RDI_+3.15)为96.79%,其综合冶金性能优于其他方案球团矿,并符合高炉对镁质熔剂球团矿的抗压强度和冶金性能要求。     

铬铁矿球团焙烧固结特性

本文系统研究铬铁矿球团的焙烧固结特性.结果表明:预热时间对于预热球强度影响不大,在预热时间为10 min时,随着预热温度的提高,预热球强度和氧化率呈直线型增加,适宜温度为1050℃,此时预热球强度可达每个400 N以上;与传统铁矿球团相比,铬铁矿球团焙烧所需的温度高,焙烧时间为10 min时,焙烧温度从1250℃提高到1350℃,球团强度从每个1078 N提高到1973 N.在铬铁矿球团预热和焙烧过程中,铬尖晶石(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)₂O₄氧化生成富镁的(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)₂O₄和铬铁铝复合氧化物(Cr,Fe,Al)₂O₃,当温度高于1000℃时,(Cr,Fe,Al)₂O₃新相生成,其主要以环状分布在颗粒外层,颗粒内部为针状与(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)₂O₄形成交织结构,降低Cr/Fe比或升高焙烧温度均有助于(Cr,Fe,Al)₂O₃向颗粒外层富集和再结晶长大,有利于球团的固结,提高球团强度.      

含硼磁铁矿对超细粒级磁铁矿球团性能的影响

 超细粒级精矿球团化对中国贫矿资源应用有着特殊意义,但存在成球困难、生球质量差、成品球团强度低等问题,硼铁矿中硼和铁嵌布密切,应用难度大,然而其配加对提高球团性能有益。采用气体吸附法(BET法)测量比表面积并用扫描电镜(JSM6490)评价铁精矿粉和焙烧球团矿的微观结构,研究了添加含硼磁铁矿对超细精矿的成球性能、生球质量、预热焙烧强度的影响。结果表明,超细精矿中配加30%硼铁矿后,混合精矿成球性得到改善,达到中等成球性指标,生球落下强度从2.4 次/(0.5 m)升高到4.0 次/(0.5 m)、抗压强度从15.38 N/个增加到19.08 N/个、爆裂温度从340 ℃升高到410 ℃,优化配矿下可提高爆裂温度至460 ℃,球团的预热与焙烧时间缩短、温度降低,在预热时间与温度不变、焙烧时间相同、焙烧温度为1 175 ℃条件下,球团强度(与100%超细精矿相比)提高900 N/个左右,达到了3 500 N/个以上,在相同强度下,可降低焙烧温度近100 ℃。加入含硼磁铁矿可改善球团性能的原因为,含硼磁铁矿颗粒形貌复杂、碱性物质含量多、粒度粗,从而能有效帮助颗粒间嵌合,增加粉料分子水含量,改善成球性,提高生球强度与爆裂温度。MgO和B₂O₃会在球团内部生成低熔点液相,填充孔隙,促进焙烧温度降低,增强颗粒间网格状的均匀连结,提高焙烧球团的强度。     

Roasting Properties of Pellets With Iron Concentrate of Complex Mineral Composition

 Investigation was conducted on roasting properties of pellets with an iron concentrate of complex mineral composition. The results indicated that the pellets of complex mineral composition concentrate required higher preheating temperature and longer preheating time than that of single magnetite concentrate. Therefore, it is difficult for preheated pellets to withstand the mechanical collision in the roasting process in rotary kiln. It was found that after the iron concentrate being subjected to high pressure roll grinding, the specific surface area reached 2029.1 cm2/g. Consequently, the preheating and roasting temperature of pellets were decreased by 70 and 50 ℃ and preheating and roasting time were decreased by 2 and 4 min, respectively. Meanwhile, the compression strength of preheated and roasted pellets were increased by 200 N for a pellet and 220 N for a pellet, respectively. The mechanism lied in that the increase of specific surface area activated thermal reaction and promoted formation of iter-grain bridge.     

MgO含量和来源对球团焙烧特性及冶金性能的影响

分别以5种不同的含镁添加剂（高镁磁铁矿、镁橄榄石、白云石、菱镁石和氧化镁粉）制备镁质球团,阐述MgO含量和来源对磁铁矿球团焙烧特性及冶金性能的影响。研究结果表明:不同的含镁添加剂对于生球的落下强度有着一定影响,其中氧化镁粉与高镁磁铁矿均能够提高球团的落下强度。相同的预热焙烧制度下,提高MgO含量会增加球团孔隙率,降低预热和焙烧球团的抗压强度,其中白云石对焙烧球团强度的不利影响最小。增加预热球团的氧化度有利于促进镁质焙烧球团固结,提高其抗压强度。在MgO来源相同的情况下,MgO含量的增加会导致球团孔隙的增减,降低了球团强度,而配加不同种类的含镁添加剂,均能不同程度改善球团的还原膨胀性、低温还原粉化性和还原性,其中配加高镁磁铁矿的球团的还原膨胀性和低温还原粉化性均优于于其他含镁球团。      

济钢生产镁质球团矿的试验研究与实践

济钢选择配加高氧化镁铁矿经济原料,分别在实验室和球团竖炉进行了氧化镁含量2%镁质球团矿试验研究和生产试验应用。研究和生产实践表明:在原料配比碱性精粉35%～40%、酸精粉50%～55%,球团矿氧化镁含量2.0%～2.3%、硅含量5%～6%,焙烧温度控制在1160～1180℃情况下,能够生产出抗压强度2350N/个的合格镁质球团矿,吨矿降低原料成本72.68元,具有显著的经济效益。