铁矿粉烧结基础特性之同化性研究进展

烧结矿在中国高炉的入炉炉料中所占比例为70%左右,烧结工序能耗占钢铁生产能耗的8%～10%,合理优化烧结配矿过程有利于钢铁企业增产降耗。利用铁矿粉烧结高温基础特性指导优化配矿更符合生产实际,基础特性中的同化性反映铁矿粉与CaO熔剂形成液相的难易程度,影响烧结矿的矿物组成、冷态性能及冶金性能,近年来相关研究取得了较大的进展。首先总结了铁矿粉同化性的研究历程,以及当前同化性检测的方法及设备,探讨了各种方法的优缺点,随后分析了不同铁矿粉化学成分等对最低同化温度的影响。结果表明,随着SiO₂、Al₂O₃含量的增加,最低同化温度先降低后升高;MgO、(Al₂O₃+SiO₂+MgO)含量的增加使最低同化温度升高。对不同含铁矿物而言,一般表现为褐铁矿同化性优于赤铁矿,磁铁矿的同化性最差。最后,在前人研究的基础上,基于烧结工艺、优化配矿以及实践经验,总结并探讨了现阶段存在的问题,并尝试提出了未来相关研究的方向。     

各种铁矿粉的同化性及其互补配矿方法

对来自巴西、澳大利亚、南非以及国产的19种铁矿粉的同化性进行了实验测定和考察分析,在此基础上研究了基于铁矿粉同化性的互补配矿方法,并设计了九组烧结优化配矿方案.结果表明:(1)不同类型铁矿粉的同化性存在显著差异,巴西赤铁矿和国产磁铁矿的同化性低,而澳大利亚含结晶水的赤铁矿的同化性高;(2)铁矿粉的烧损含量、气孔率和Al₂O₃含量等与其同化能力呈正相关关系;(3)SiO₂和Al₂O₃以黏土形式存在的铁矿粉呈现出同化性较高的特征;(4)铁矿物晶粒小的铁矿石有相对高的同化性;(5)采用本研究的配矿方法,当劣质铁矿粉用量达50%水平时,仍可获得烧结技术指标和冶金性能优良的烧结矿,显示出基于同化性的互补配矿技术的有效性和优越性.     

铁矿粉同化性能在安钢500㎡烧结配矿过程中的应用实践

铁矿粉烧结过程中,矿石与CaO发生同化反应生成低熔点液相的能力是衡量烧结固结的重要指标之一。通过对比、分析安钢常用矿石的同化温度,利用试验研究结果对安钢500 m~2烧结机配矿结构进行了优化,合理降低了同化性能较差矿石比例,改善了配合矿的同化性能,在维持烧结矿常态指标稳定的前提下,有效改善了烧结矿的高温冶金性能,支撑了高炉的稳定顺行,达到了高炉长期稳产高产、低成本的目标,取得了良好的冶炼效果。     

铁矿粉烧结优化配矿的试验

 基于微型烧结试验,测定、比较和分析了国内某钢厂烧结生产常用6种铁矿粉的同化性和液相流动性等高温特性及其影响因素,进而根据其高温特性提出相应互补优化配合原则,设计了4组烧结优化配矿方案并进行了烧结杯试验。结果显示,优化配矿方案的烧结矿产量、质量指标均比基准方案优良,烧结成本比基准方案低,这表明基于铁矿粉同化性和液相流动性对所研究的6种铁矿粉能够进行有效的优化配矿,也为该钢厂烧结优化配矿提供了理论依据和技术支持。     

铁矿粉与CaO同化反应性能的表征方法

为解决在研究铁矿粉与CaO进行同化反应时通常采用最低同化温度这一终点体系指标来表征,而没有考虑同化反应速度和升温速率的缺陷以及采用多个指标来表征同化反应温度和速度在使用上的不便,本文充分利用铁矿粉在高温同化反应过程中获得的数据和范特霍夫规则,提出了量纲为1的同化反应特征数.该特征数包括同化反应速度、升温速率、同化温度和温度对同化反应速度的影响,可用来表征铁矿粉与CaO的同化过程中铁矿粉的同化温度、同化反应时间、同化反应结束温度等性能,并以烧结过程中的实际温度作为基准.该特征数综合了铁矿粉与CaO在同化反应过程中各重要信息,可以更全面地反映铁矿粉与CaO的同化反应性能.对两种方法得到的结果进行了比较,发现仅考虑最低同化温度这一终点指标时得到的结果相近,而采用同化反应特征数可以进一步细分出不同铁矿粉同化反应性能的差异.     

基于“同化性特征数”分析影响铁矿粉同化性的因素

试验采用“同化性特征数”表征铁矿粉的同化性能的方法,综合考虑了同化过程的全部参数,并结合了烧结生产的实际温度,因而具有更高的准确性与操作性.选取10种铁矿粉,配碳量4%,粒径0.3～0．6 mm,运用铁矿粉“同化性特征数”的测定方法,得到各自的同化性特征数,并结合铁矿粉的理化性能分析了铁矿粉同化性能的影响因素,结果发现：不同种类的铁矿粉同化性特征数差别较大,影响因素主要有铁矿粉种类,矿粉化学成分,烧损以及铁矿粉微观形貌等,一般来说,褐铁矿或赤铁矿同化性较好;SiO2对铁矿粉同化性能无明显影响;随着Al2O3与MgO含量的增高,铁矿粉同化性先变大后变小,而上述2种成分含量适中时同化性最强;铁矿粉的同化性与其烧损呈正相关;铁矿粉微观形貌为疏松豆状组织时同化性较强,为致密块状组织时同化性较弱.     

烧结铁矿粉经济性评价方法

优化烧结配矿的核心是提质降本,做到烧结生产指标与烧结矿成本的有机统一。在当前钢铁企业效益下滑、烧结铁矿粉价格坚挺的大背景下,各钢铁企业非常注重烧结铁矿粉的经济性评价工作,同时结合各自的实际情况采用了不同的评价方法。本文探讨了7种铁矿粉经济性评价方法,并举例说明,指出了其中的经济价值评价法更为合理,比较适合我国各钢铁企业的实情。     

烧结常用铁矿粉高温基础性能试验研究

结合铁矿石资源市场变化,对烧结常用铁矿资源进行合理归类,选取具有典型代表的铁矿粉进行基础特性试验研究,通过单种矿粉和多种矿粉的性能搭配试验,分析同化温度、液相流动性、铁酸钙生成能力等性能的变化趋势,为性能优化配矿改善烧结矿质量和结构优化实现结构降本提供了技术指导。     

添加铁矿粉对焦炭质量影响的研究

高反应性焦炭能够降低高炉焦比,减少CO2的排放量,改善高炉内铁矿石还原反应的反应效率。研究了在配合煤中添加碱性铁矿粉和酸性铁矿粉炼焦,铁矿粉的配入量对焦炭热性能的影响规律。试验结果表明,随着铁矿粉配入量的提高,焦炭的反应性增大,随后增幅放缓,且添加碱性矿粉的焦炭反应性高于添加酸性矿粉的焦炭,反应后强度与机械强度均有明显劣化;焦炭的灰分增大、硫含量逐步下降;焦炭的各向异性指数不断下降。     

镍矿粉与巴西粉、普精粉配比优化研究

通过烧结杯试验对不同配比的镍矿粉与巴西粉、普精粉搭配烧结进行了分析.研究了烧结过程中烧结速度、负压、终点温度及烧结矿化学成分、转鼓指数、成品率和烧结矿粒度组成等各方面的变化,选出了最佳的配比结构,并通过操作参数的优化,改善烧结过程,达到了稳定烧结生产,提高烧结矿质量,降低成本的目的.     

配加澳大利亚MacTM粉矿的烧结杯试验

进行了烧结混匀料配加澳大利亚MacTM粉矿的试验,增大MacTM粉矿配比烧结矿转鼓强度和成品率没有明显变差,但需要增大烧结料水分以保证较高的成球率;由于MacTM粉矿含有5%左右的结晶水、烧损较高,随其配比加大,烧结矿的烧成率逐步下降.     

配加巴西粗粉和精粉的烧结试验

本文主要介绍了在济钢烧结厂进行的巴西粗粉与澳粉、表粉与国内精粉的烧结对比试验，并对试验结果进行了分析及效益计算，最后提出，在的料价格下进口巴西粗份，在技术上可行的，在效益上是合算的。并建议集中资金进口巴西粗粉。     

石钢烧结配加马来西亚粉烧结性能的研究

研究了石钢烧结生产配加马来西亚粉对烧结矿利用系数、烧结矿转鼓强度及返矿率等指标的影响,试验结果显示烧结矿的冶金性能有所改善,认为在生产条件下配加马来西亚粉烧结是可行的。通过生产跟踪,确定马来西亚粉的最佳配比为10%~15%。     

齐大山铁矿烧结试验研究

为考察不同SiO2含量对烧结过程以及烧结矿性能的影响规律,对鞍山集团矿业公司齐大山铁矿生产的铁精粉,进行了烧结试验研究。得出随SiO2含量降低,烧结混合料的适宜水分有所升高,烧结料层的垂直烧结速度有减慢的趋势,烧结矿的转鼓强度、成品率有降低趋势,烧结矿的低温还原粉化性能变差,烧结矿的还原度略有降低,烧结矿的软化开始温度升高,软化区间变窄,软化性能改善。综合烧结过程和烧结矿的各项性能指标来看,SiO2含量过低,不利于烧结矿性能的改善。在烧结矿SiO2含量〉5.5%以上时,提铁降硅对烧结生产影响不大,但当SiO2〈5.5%,尤其是SiO2〈5.0%时,随着SiO2含量逐步降低,烧结矿质量明显下降。结合选矿的生产实践,齐大山铁矿合理经济品位的赤铁矿铁精粉中SiO2含量以5.0%-5.5%为宜。     

烧结常用进口粉基础性能研究与应用

为寻求科学合理的进口粉搭配比例,更好地指导烧结生产,对宣钢常用进口粉——印度粉、巴西粉1、巴西粉2、澳粉1、澳粉2物理性能和矿相进行了分析,重点对同化温度、液相流动性等烧结基础特性进行了研究,运用铁矿粉烧结特性互补配矿原则,结合其物理性能,摸索出了烧结生产常用进口粉的适宜配比范围,在生产中得到了较好的应用。     

配加进口铁精矿的烧结杯试验研究

介绍了配加进口铁精矿（磁铁矿）的烧结杯试验。试验研究表明：随着铁精矿配加比例的增加,混合料粒度组成中小粒度比例增高,造成烧结料层透气性变差,烧结时间延长,烧结速度的降低,成品率与转鼓指数提高,有效地减少燃料消耗,在冶金性能试验中配加该种铁精矿对烧结生产没有明显的影响,因此可以应用于实际生产,来改善烧结过程。     

邢钢烧结提高进口矿配比的生产实践

针对刑钢原料条件，进行了提高进口矿配比烧结的工业试验。结果表明，进口矿配比提高到45%时，烧结矿质量指标、高炉综合入炉品位及炼铁技术经济指标均得到改善。     

配用马萨杰矿粉的试验研究和工业应用

就首钢矿业公司烧结厂进行的配加马萨杰矿粉烧结的实验室试验、工业试验和工业生产情况进行了系统介绍。在矿业公司烧结生产条件下，通过合理配矿和采用强化烧结技术，可以克服该矿铁低硅高和结晶水高的不足，使生产保持稳定，且烧结矿质量能够满足高炉需要。