高炉炉料配加热压含碳球团软熔滴落性能的试验研究

 以常用的炼铁原料为基础,系统研究了配加不同比例的热压含碳球团对高炉炉料的软熔滴落性能的影响,并进行了理论分析。研究表明,配加热压含碳球团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的影响。随着热压含碳球团配比的增加,软化区间t40-t4逐渐变宽;熔化区间tD-tS逐渐变窄,熔化开始温度tS逐渐升高,滴落温度tD逐渐降低;滴落率先增加后降低,当配比为40%时,滴落率最高,为6710%;最高压差先下降后升高,但在配加热压含碳球团条件下,炉料的最高压差都有所降低。从综合炉料的软熔滴落性能综合考虑,高炉炉料配加热压含碳球团的适宜配比应为40%~50%。     

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。     

预还原含铁炉料在高炉内的软熔滴落行为

 试验考察不同金属化率、不同碳含量下预还原含铁炉料软熔滴落特性。结果表明：与未还原含铁炉料相比,预还原含铁炉料的软化温度区间或软熔温度区间虽然较大,但温度区间内的料柱压差较小;熔滴温度区间内,熔化开始温度随着金属化率的增加而升高,滴落温度随铁水碳含量的增加而降低,料柱的最大压差随着金属化率的增加而减小;软熔滴落性能特征值（SD）随着金属化率和碳含量的增加而减小。由此推测,高炉使用具有一定碳含量的预还原含铁炉料将有利于增大软化层空隙、降低熔融层厚度,从而改善软熔带的透气性。     

高炉炉料软熔滴落性能的研究现状与展望

高炉生产能耗高、CO₂排放量大,在国家“双碳”背景下,稳定顺行是高炉节能减排的重要前提。高炉软熔带的形状、厚度、位置决定着炉内煤气流的二次分布,对高炉顺行起决定性作用。含铁炉料的软熔滴落性能试验在一定的负载和还原条件下模拟高炉内渣铁形成过程,是目前表征高炉软熔带矿石软化熔融过程的最直接手段。综述了高炉炉料软熔滴落性能的研究现状及影响因素,指出改善炉内矿石还原条件及炉料造渣过程是优化炉料软熔滴落性能与软熔带分布的根本。在不影响高炉炉渣性能的前提下,适当调整炉料化学成分、调整炉料结构、增加球团矿比例、向焦炭中添加CaO等碱性物质以及使用富氢气体还原等均能改善矿石在高炉内的还原条件,优化软熔滴落性能。高炉富氢冶炼是未来高炉发展的重要方向,对高炉炼铁节能减排及高炉顺行具有重要意义。     

含钛烧结矿冶金性能试验研究

根据高炉护炉对烧结矿钛含量的要求,在烧结杯试验的基础上,配加不同比例含钛铁精粉生产高钛烧结矿,研究其烧结性能、软熔滴落性能、还原度及低温还原粉化性能变化趋势,进而确定烧结工序配加钛精矿合理配比、原料结构、工艺参数等,为烧结生产提供技术支持。     

高镁球团改善炉料结构理化性能的实验研究

实验发现,添加MgO能很好地改善球团矿的高温冶金性能。随着MgO的增加,球团矿的高温还原度和软熔滴落性能得到改善,且低温还原粉化率和膨胀率均有明显下降。但与此同时,当球团矿镁含量上升时,其抗压强度、落下强度下降得比较明显。因此在高炉中配加含MgO球团时,需要综合考虑高MgO球团的理化性能对炉料结构影响。该结果实际运用于某厂的球团生产,为其高炉炉料中添加高镁球团提供了理论基础和技术支持。     

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。     

高效镁质添加剂用于铁矿球团的试验研究

高效镁质添加剂是一种由高活性氧化镁粉和植物蛋白胶体构成的球团复合粘结剂。针对该高效镁质添加剂完全取代膨润土进行了造球、预热、焙烧、抗压强度及成品球团的冶金性能试验研究。结果表明:配加高效镁质添加剂可降低球团还原膨胀率1.54%~4.34%,初始软熔温度提高25℃,滴落温度提高250℃以上,其使用比例为3%。     

钒钛烧结矿高炉冶炼软熔滴落带还原过程模拟研究

在试验室软熔滴落装置中,研究了全钒钛烧结矿、攀钢钒钛烧结矿配8％风云块矿及鞍钢普通烧结矿的软熔滴落性能及还原过程.结果表明:钒钛烧结矿具有较高的软化、熔化及滴落温度,软熔带料柱压差高,滴落困难。该矿还原过程复杂,但因其结构疏松,还原性能比普通鞍钢烧结矿好。钒钛烧结矿配加块矿后,炉料中TiO_2含量降低,软熔滴落性能改善。     

冶金含铁尘泥复合球团直接还原试验研究

以酒钢高炉瓦斯灰、转炉OG泥、转炉二次除尘灰和自产铁精矿为主要含铁原料制备复合球团开展直接还原试验。通过利用马弗炉模拟平铺料式隧道窑焙烧过程开展基础性试验研究,考察焙烧温度、焙烧时间、球团配比等条件对金属化球团金属化率、抗压强度的影响,结果表明:金属化球团金属化率和抗压强度指标均随焙烧温度的提高和焙烧时间的延长而升高,综合考虑金属化率和抗压强度指标,球团在焙烧温度1 200℃、焙烧时间100 min时是比较适宜的;不同瓦斯灰配入量条件下试验结果表明,球团金属化率随瓦斯灰配入量的增加而升高,抗压强度随瓦斯灰配入量的增加而降低。在此基础上,利用30 m平铺料式隧道窑装置开展了直接还原半工业验证试验,最终取得金属化球团铁品位73.51%、金属化率88.76%、抗压强度平均2 328 N、脱锌率95.10%的试验指标,金属化球团抗压强度等各项指标均满足酒钢高炉或转炉用料要求,说明通过平铺料式隧道窑处理冶金含铁尘泥复合球团在技术上是可行的。     

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。     

Study on softening melting characteristics of iron bearing material in oxygen blast furnace

The softening melting characteristics of sinter, pellet and mixed ore in oxygen blast furnace and traditional blast furnace were studied by using load softening and dropping equipment. It is found that, compared with the traditional blast furnace under the softening starting temperature of sinter, pellet, and their mixture decreases, the softening ending temperature increases in oxygen blast furnace atmosphere. Under the condition of oxygen blast furnace, the dropping temperature of sinter decreases, the dropping temperature of pellets and their mixture increases, and dropping zone becomes narrow and even disappears. Through the analysis of the data of the soft melting process, it is found that the mixed ore has a certain interaction effect in the oxygen blast furnace atmosphere, which improves the gas permeability of the charge.     

鼓风条件及块矿比例对炉料软熔性能的影响

为了研究不同鼓风条件下块矿比例对高炉含铁炉料软熔性能的影响，计算模拟了3种鼓风条件下的温度和气体含量并使用高温熔滴炉研究了块矿比例对含铁炉料软熔性能的影响，进而进行综合炉料结构优化的分析。结果表明，富氧、加湿鼓风条件下，氢气含量增加，能有效降低炉内最大压差，窄化熔融区间，改善炉内透气性；富氧、加湿鼓风条件下，块矿比例的增加虽然会导致炉内最大压差和软熔区间的增大，但是最大压差的绝对值仍远小于基准条件下的最大压差值，软熔带宽度也小于基准条件下的宽度。可以得知，在富氧和加湿鼓风条件下适当增加块矿比例，综合炉料软熔性能仍然优于基准条件，且能降低高炉生产成本，对于炉料结构是一种有效的优化措施。     

基于OxyCup竖炉处理工艺的尘泥团块软熔性能

为了使OxyCup竖炉工艺有效处理钢铁企业含铁尘泥,基于OxyCup竖炉工艺,通过改变还原气氛、硅石的添加方式以及荷重研究尘泥团块的软熔性能。结果表明,当φ(CO2)/(φ(CO)＋φ(CO2))值为0时,尘泥团块的最大压差约为587 Pa,软化区间为900～1 030 ℃,滴落区间为1 191～1 203 ℃,基本不存在软熔带,随着CO2体积分数升高,尘泥团块软化区间缩小,滴落区间迅速扩大,软熔层迅速增厚;当φ(CO2)/(φ(CO)＋φ(CO2))值为1时,尘泥团块软化区间为971～977 ℃,滴落区间为985～1 192 ℃,软熔带较厚;硅石层装与硅石混装较硅石内配时,最大压差较低,且熔滴温度区间较窄;不同荷重条件下,尘泥团块的压差变化规律相似,最大压差较小,荷重对尘泥团块的软熔性能影响较小。     

球团矿中MgO含量对炉料熔滴性能的影响

球团矿带入适宜的MgO可以提高炉渣的冶金性能,有利于高炉冶炼。为了探究球团矿MgO含量对高炉炉料性能的影响,在全球团冶炼的条件下,以高炉终渣成分为依据进行配料,利用高温熔滴炉检测球团矿不同w(MgO)时高炉初渣性质、炉料软熔滴落性能的变化情况。试验结果表明,随球团矿w(MgO)升高,初渣中未矿化的MgO明显增多,软化结束温度升高,软化温度区间变宽,炉料软化性能变差。当球团矿w(MgO)大于1.01%后初渣熔点升高,导致熔化特征温度升高,熔化带位置向高温区移动,熔化温度区间变窄,熔化带透气性提高;炉料的软熔带温度区间由229 ℃升高至269 ℃,软熔带增厚,炉料整体透气性变差。由于初渣中w((MgO))随之增加,初渣黏度升高,炉料最大压差和熔滴性能特征值增大。因此,在试验范围内,随球团矿w(MgO)升高,高炉炉料的软熔滴落性能恶化,渣铁分离变差,不利于高炉顺行。     

莱钢高炉解剖软熔带含铁炉料特性分析

基于莱钢2007年120 m3生产高炉科学解剖研究内容,系统分析了含铁炉料在软熔带位置物化属性。结果表明,高炉软熔带呈不规则倒V形分布,软熔层矿石还原度由低温侧向高温侧逐渐增加,其中烧结矿的还原度由40%~70%增加至80%~95%,球团矿的还原度由40%~50%增加至70%。软熔层低温侧烧结矿金属化率为20%~45%,球团矿的金属化率为10%~20%,在高温侧烧结矿的金属化率为70%~95%,球团矿的金属化率约为50%~70%。含铁炉料在软熔带区域发生了剧烈的还原反应,其中烧结矿金属化率增加的幅度大于球团矿的主要原因为烧结矿的还原性好于球团矿的还原性。矿相分析表明软熔带中球团矿已没有Fe₂O₃、Fe₃O₄存在,铁主要以FeO和金属铁存在,在软熔带区域存在被还原生成中空的铁壳球团矿。     

块矿对高炉炉料冶金性能的影响

通过研究高炉炉料的还原性、低温还原粉化性能和软熔滴落性能,探讨了巴西块矿对高炉炉料冶金性能的影响。结果表明:混合炉料中巴西块矿配比从5%增加到20%,炉料的低温还原粉化性能变差,但还原性能和软熔滴落性能得到改善,还原度指数增加了3.86%,滴落温度升高了40℃;当巴西块矿配比为10%时,软熔滴落性能达到最优,此时炉料的反应性指数最大。同时研究了单种炉料与混合炉料冶金性能的关系,2种炉料的还原性能和低温还原粉化性能具有叠加性,软熔滴落性能不具有叠加性,可通过反应性指数来判断炉料软熔滴落性能的改善情况。     

钒钛磁铁矿金属化球团固结机理研究

以转底炉工艺为基础,在实验室模拟条件下,研究了钒钛磁铁矿金属化球团的固结机理。讨论了配碳量(C/O)、还原温度、还原时间对球团金属化率和抗压强度的影响,确定了金属化球团的固结机理。研究发现:钒钛磁铁矿金属化球团的抗压强度主要与金属铁相的数量和形态以及金属化球团内孔隙的大小有关;金属化球团孔隙的大小主要取决于配碳量高低和脉石所形成的渣相对金属化球团内部孔隙的填充状态;金属铁相的数量和形态则取决于金属化球团的还原程度。随着还原温度升高和还原时间延长,金属化球团内部金属铁相密集度增加,渣相流动性改善,从而导致金属化球团孔隙减少且变小,球团强度增加。     

京唐1号高炉低燃料比冶炼技术

为了降低京唐高炉燃料消耗,通过对Rist操作线的意义进行阐述,以京唐1号高炉生产参数为依据,计算并绘制了Rist操作线,据此分析了煤气利用率、风温、生铁含碳、金属化率等高炉操作参数改变对燃料比的影响。针对这些影响因素,京唐1号高炉对降低燃料比进行了一系列攻关工作,通过采取强化原燃料管理,提高原燃料质量,为降低燃料消耗创造条件。优化高炉操作,降低热风炉拱顶温度,对热风管系进行改造,提高送风系统的安全性,尽可能提高风温水平;优化装料制度,获得较高的煤气利用率;高风温、富氧,稳定均匀喷吹以提高煤粉置换比。通过对生产攻关实践,首钢京唐1号高炉实现了低燃料比生产,达到490kg/t。     

基于矿相结构与冶金性能的酸性球团质量综合评价

针对中国高炉冶炼沿用的“高碱度烧结矿+酸性球团+块矿”的炉料结构,立足于化学成分、微观矿相结构、物理性能及冶金性能,从多角度对5种进口酸性球团矿的质量进行综合评价。结果表明,北美酸球物理性能相对较好,转鼓指数分别为95.67%、95.55%;巴西酸球还原后的抗压强度普遍偏低,分别为282.8、347.6 N。巴西酸球主要以条状赤铁矿存在,铁相中不规则分布较多的孔洞;北美的K型高硅酸球矿晶发育良好;欧洲的U型酸球矿晶发育较差,赤铁矿结晶断裂严重,形成大量不规则气孔。巴西酸球还原膨胀指数较高,分别为24.21%、18.05%;V型酸球和C型酸球软化熔融区间适宜,料层对煤气流阻力较小,有利于还原气流顺行,冶金性能相对突出。因此,北美的C型酸球良好的冷态强度有利于长途储运,还原状态下的C型酸球膨胀系数较低且仍能保持较高的热态强度,熔融状态下的料柱对高炉煤气流阻力较小,符合中国高炉冶炼的炉料要求。