包钢高炉配用球团矿焦混装试验研究

本文论述了包钢高炉配用球团矿焦混装试验中,得出配加不同比例的球团,可取得好效果,可改善料柱透气性,改善炉料在高温区的软熔性能等,是强化冶炼的一项重要措施。     

高炉矿焦混装配加球团的实验研究

实验研究表明，高炉矿焦混装配加球团，同样可以改善块状带气体力学特性，改善高温软熔性能。高炉料配加球团时，混装改善了料柱的高温还原，可减轻球团自身高温性能不良的影响。包钢炉料球团配比在20～40%时，混装效果更好。     

矿焦混装布料试验与工艺设想

矿焦混装是近年开发高炉装料的一项新技术,它给高炉冶炼带来三大好处:①改善高炉料柱(块状带和软熔带)的透气性,有利于高炉强化和顺行。②由于矿石与焦炭均匀混合在一起,有利于铁矿石的加热与还原,煤气热能和化学能得到充分利用,提高了煤气的利用率。③增加了炉料的堆比重和入炉矿石量。由于料柱的有效重量增加,从而允许高炉在较高的压差下工作,可使高炉获得增     

宣钢改善焦炭反应性的研究与实践

焦炭质量是高炉生产操作取得良好指标的关键,使用高反应性焦炭能增强炉内的还原气氛,促进含铁炉料的还原,而料层透气性不会有显著变化。此外,焦炭反应性的提高有利于提高含铁炉料进入软熔带和滴落带时的金属化率,减少进入软熔带和滴落带炉料中FeO的含量,有利于改善高炉内含铁炉料的软熔滴落性能。     

高炉添加金属化球团炉料的冶金性能试验

在掌握金属化球团及其他含铁原料特性的基础上,采用熔滴试验方法,考察不同比例金属化球团对高炉冶炼过程的影响。试验结果表明：金属化球团具有含铁品位高、金属化率高、还原性能好、无低温还原粉化、软熔滴落性优良等特点,在高炉中配加金属化球团其综合炉料的软熔滴落性能变好,但考虑到配加金属化球团后减少焦比对高炉的影响,其配加比例在20%（质量分数）左右比较适宜。     

矿焦混装对钒钛矿综合炉料软熔滴落的影响

 为提高高炉冶炼钒钛磁铁矿水平,系统研究了矿焦混装对高炉综合炉料软熔滴落性能和V、Cr在渣铁中迁移规律的影响,并进行了理论分析。试验过程中烧结矿和球团矿所占比例不变。研究表明,矿焦混装对高炉综合炉料的软化区间、熔化区间、滴落率和透气性等软熔滴落性能参数有显著影响。随着混装率提高,软化区间[t40－t4]稍微变宽;熔化区间[tD－tS]逐渐变窄,软熔带变薄且位置下移;熔滴性能总特征值明显减小,综合炉料透气性能显著改善;渣铁滴落率先增加后减少;V、Cr在初铁中的收得率先升高后降低。因此,一定程度的矿焦混装有利于改善钒钛磁铁矿高炉冶炼综合炉料的软熔滴落性能,其混装率以25%为宜。     

萤石和氧化镁对含钒钛高炉炉料熔滴性能的影响

利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况,探讨CaF2和MgO加入炉料后,对钒钛高炉炉料透气性、软熔带厚度、压差陡升温度、软熔区间、熔融区间等炉料高温物理性能的影响;为改善软熔带透气性,找出高炉合适软熔带位置,从而达到解决利用钒钛磁铁矿带来的不利影响的目的,为提高高炉强化冶炼目的提供重要依据。结果表明:炉料中添加萤石后对软化开始温度基本无明显影响,但使软化温度区间变窄,初渣带位置形成过早,软熔带厚度、最大压差、总特性值都升高。MgO的加入使软化开始温度升高,软化温度区间变窄,说明MgO的加入使软熔带位置下移,软熔带变薄。     

铁焦与铁矿石混装对高炉初渣形成的影响

 软熔带的形状和位置是影响高炉稳定运行的关键因素之一。研究了综合炉料中混入高反应性铁焦对高炉初成渣形成过程的影响。针对综合炉料进行研究,结果表明,铁焦的加入导致试样的变形开始温度降低,这是由于在较低温度下铁焦即开始与CO2反应,增加了煤气中的CO浓度与平衡浓度的差值,加速了铁矿石的间接还原。铁焦的加入一般使软化结束温度升高、滴落温度下降,使得软熔区间大幅度收窄,表明向铁矿石中混入铁焦能够显著改善高炉料柱的透气性。加入铁焦还使滴落熔铁中的碳含量明显提高。优先考虑对料柱透气性的影响,建议使用加入20%(质量分数)矿粉A的铁焦。     

高钛型球团在攀钢高炉的应用

 经过对高炉配加高钛型球团的理论分析和在实验室对高炉利用高钛型球团炉料结构的熔滴性能研究表明,高炉配加该炉料,有利于提高钒钛烧结矿质量和球团比例,降低炉渣中高熔点物质的含量,有利于改善高炉透气性和综合炉料性能。同时生产试验亦表明,高炉利用高钛型球团对增铁节焦,增加喷煤比具有明显效果,具有优化高炉炉料结构的作用。     

高炉内不同还原度炉料对软熔带透气性的影响

高炉内软熔带区域的透气性是影响高炉稳定顺行的重要因素,并由炉料的软化融化特性决定.当炉料内部发生软化融化时,炉料内对气体的粘性阻力系数及内部惯性阻力系数发生巨大变化,从而导致透气性变差,内部最大压差增大.本研究旨在通过预还原实验及软化融化实验,探明混合料的还原度对软熔带的透气性影响.结果表明:在不同软融阶段,同一还原度混合料层的最大压差明显不同,当料层温度进入融化区时,粘性阻力系数突增导致压差突然上升.由于惯性阻力系数的变化,压差曲线在达到融化温度之后还会继续发生波动.还原度较低时会出现二次压差峰值,随着还原度增加,二次峰值现象减弱.当还原度达到90%时,二次峰值消失,最大压差曲线在融化开始温度后逐步下降.试验结果对提高软熔带透气性,保证高炉内部稳定顺行具有重要的指导意义.     

降低安钢炼铁生产成本研究

结合安钢实际,提出了降低生铁成本的建议:1)实施烧结矿喷洒氯化钙溶液技术,以降低烧结矿的还原粉化率;2)采用高碱度烧结矿加酸性球团矿加少量块矿的合理炉料结构;3)发挥高压操作的作用;4)改善炉渣理化性能,实现低硅铁冶炼;5)使用焦丁并改善焦炭质量。由于采取这些措施,安钢降低吨铁成本17元,焦比降至330 kg/t。     

Optimisation of the blast furnace burden based on its primary slag formation behaviour

The iron ore consumption doubled several times due to the rapid development of ironmaking industry in China, resulting in the worse quality of iron ores in the past decade. Therefore, the efficient utilisation of poor quality iron ore resources is of great importance for the sustainable development of ironmaking industry. In this work, a new method for optimisation of blast furnace burdens was studied based on the primary slag formation behaviour because it has significant influence on the formation of the cohesive zone. The results showed that there was obvious interaction between sinter and acid iron ores at high temperature, and the primary slag formation behaviour was clearly improved by the high temperature interaction. The poor quality lump ore could be utilised together with high basicity sinter and self-fluxed pellet to enhance the high temperature interaction. Besides, increasing CaO and MgO content in blast furnace burdens would further improve their primary slag formation behaviour and the performance of cohesive zone.     

超大型高炉高球比低碳冶炼技术应用

为实现低碳炼铁生产,首钢基于秘鲁矿粉资源高品位低硅含量的特点,确定了高炉高球团比例冶炼的技术路线。依据炉渣碱度平衡、球团性能和炉料结构软熔性能试验研究,开发出35%碱性球团矿 + 20%酸性球团矿+ 40%烧结矿 + 5%块矿的高炉基础炉料结构。根据高比例球团矿同时抑制边缘和中心的特性,通过料序控制减少球团在边缘与中心的分布,实现酸碱性炉料的均匀混合,并采用中心加焦布料方式开放中心、适当疏导边缘,以稳定煤气分布。在活跃炉缸基础上,通过高富氧高顶压控制炉腹煤气指数来降低压差提高冶炼强度。低渣比下通过提高镁铝比至0.60~0.65来改善脱硫排碱能力。55%球团比例下高炉实现了高效稳定顺行,平均利用系数达到2.3 t/(m3·d),渣比低于220 kg/t,燃料比降至480 kg/t,炼铁系统碳排放降低8.6%。     

高焦丁比与矿石混装降低高炉燃料比研究

鞍钢5号高炉燃料比平均在590 kg/t以上,采用提高焦丁用量并与矿石混装技术措施后燃料比降低。实验室测试和模拟计算结果表明,随着焦丁用量提高,矿石在块状带透气性得到改善,尤其是软融带区域透气性改善显著。鞍钢5号高炉试验结果表明,当粒度为10~30 mm小粒度焦炭与矿石混装入炉,焦丁比提高到60~80 kg/t时,降低高炉燃料消耗效果显著,焦丁与焦炭置换比可以保持在1.0以上。     

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%。     

The Burden Structure and Its Consumption in the Melter Gasifier of the Corex Process

A major advancement in the Corex ironmaking process is the usage of lump coal considering the shortage of coking coal resources worldwide. However, the burden similar to that of the blast furnace is still essential for the enlarged melter gasifier. The notable difference is that the burden of the melter gasifier is composed of char formed from lump coal with a small amount of coke. The burden structure of the melter gasifier was investigated by the tuyere probing while the plant was shut down at different operating conditions. The specimens representing the different positions of lump zone, cohesive zone, and dripping zone were analyzed by means of coke/char size distribution and X-ray diffraction (XRD) for the degree of graphitization of coke. A chemical analysis of metal composition has also been performed to get a better understanding of the final reduction in the melter gasifier. The burden structure is supposed to be divided into three zones: active zone, outer of deadman, and deadman core, where coke/char was consumed differently. Based on these analyses, some technical advice to improve the Corex operation is given.     

当代高炉炼铁成就

近50年来,高炉炼铁在精料、喷煤、装备等方面已了得了辉煌的成就,精料方面,烧结矿品位提高到了58％以上,球团矿品位提高到了65％,高炉渣比已降到了150－300kg/t;喷煤方面,部分高炉煤比已突破250kg/t,焦比降到了240－300kg/t;装备方面,建成了5580m^3巨型高炉,高炉寿命已超过20年。     

Numerical simulation on novel blast furnace operation of combining coke oven gas injection with hot burden charging

A novel blast furnace operation of coke oven gas (COG) injection simultaneously with hot burden charging has been proposed to solve the problem of insufficient heat in the BF shaft zone under the condition of COG injection and make full use of the abundant sensible heat of high temperature burden. In this paper, the novel process has been simulated with a multifluid blast furnace model. The results show that, in comparison with the operation of COG injection only, under the operation of COG injection together with hot burden charging, the temperature in the upper zone of the shaft increases while that in lower zone decreases. Furthermore, the reduction of iron bearing material is improved in the top zone, and the cohesive zone tends to descend and narrow. The coke ratio, fuel ratio and CO₂ emissions of the operation of charging hot pellet and coke with the temperature of 800°C are decreased by 4.0, 4.7 and 5.3% respectively, while the hot metal productivity is increased by 7.14%. Therefore, COG injection combined with hot burden charging operation not only increases temperature in the upper part of the blast furnace but also decreases energy consumption per tonne hot metal.     

增加球团矿用量以优化高炉炉料结构

阐述了武钢高炉炉料结构中球团矿配比的变化情况,在一定范围内增加进口球团矿配比可优化高炉技术经济指标。当球团矿配比〈12％时,高炉装料制度无须调整。当球团矿配比〉20％时,则需预防中心堵塞。球团矿质量决定其配比,质优的球团矿利于高炉顺行。经比较分析得出武钢高炉较合理的炉料结构为：（65％～70％）烧结矿＋（20％～25％）球团矿＋高铁块矿。     

2 680 m3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ΔPmax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。