含硼烧结矿高炉冶炼试验研究

【前言】高炉使用自熔性烧结矿进行冶炼,是炼铁生产技术上的一大进步。众所周知,碱度(CaO/SiO_2)1.2左右的烧结矿,在质量上存在的严重缺陷是,在冷却过程中产生粉化,便给高炉生产带来了危害。根据首钢的生产实践,在烧结科中加入含磷的物料,对抑制烧结矿的粉化取得了良好的效果。但做为冶炼低磷生铁来说,这显然是不够合适的,北台钢铁厂在烧结料中配加1％左右的含硼铁精矿粉,也同样取得了抑制烧结矿粉化的作用,并且在高炉生产上取得了较好的结果。但增加生铁中硼元素的含量和增加生铁中磷的含量,对生铁质量的影响就大不一样了。如以冶炼制钢生铁为例,含硼生铁可成为冶炼硼钢的良好原料。     

二元碱度对印尼钒钛矿烧结过程及烧结矿质量的影响

以典型钢铁企业矿石资源为基础,进行不同碱度条件下配加印尼钒钛矿的烧结试验,考察了二元碱度(R=m(Ca O)/m(Si O2))对该矿烧结过程及烧结矿质量的影响.研究表明:当碱度R由1.4逐渐增至2.3时,烧结有效利用系数由1.63 t/(m2·h)降至1.44 t/(m2·h),烧结矿成品率由78.5%降至75.3%;同时,垂直烧结速度有所上升;烧结矿中w(Fe O)不断下降;转鼓指数先下降而后逐渐回升,并在R=1.7时出现最小值.随着碱度的逐渐增加,低温还原粉化性能和还原性逐渐改善,这有利于高炉上部透气性的改善和间接还原的发展.     

硼铁矿应用于高铬型钒钛矿烧结优化的实验研究

实验室条件下,研究了硼铁矿对高铬型钒钛矿烧结工艺及冶金性能的影响.研究表明:随着硼铁矿质量配比的升高,垂直烧结速度、成品率、转鼓指数、烧结杯利用系数、综合指标及低温还原粉化性能均呈先升高后降低的趋势,在硼铁矿质量配比为5.0%时,以上各指数均达到最高值,分别为28.84 mm·min-1,86.02%,61.2%,1.919 t·(m2·h)-1,363及90.76%,均优于未配加硼铁矿时的烧结矿性能.因此,烧结矿性能得以优化,可以为高炉冶炼提供更为优质的高铬型钒钛烧结矿.     

冷却方式对钒钛磁铁矿烧结过程和烧结矿强度的影响

对承钢烧结矿冷却方式与钒钛磁铁矿烧结过程和烧结矿强度的关系进行研究,研究结果表明:机上冷却可以促使烧结矿中的磁铁矿和玻璃质含量降低,赤铁矿、铁酸钙和硅酸盐含量提高,使烧结成品率提高;改善了烧结矿冷态机械强度和低温还原粉化性能。打水冷却会明显降低烧结成品率,同时对烧结矿冷态机械强度和低温还原粉化性能带来十分不利的影响。     

冷却方式对钒钛磁铁矿烧结过程和烧结矿强度的影响

对承钢烧结矿冷却方式与钒钛磁铁矿烧结过程和烧结矿强度的关系进行研究,研究结果表明:机上冷却可以促使烧结矿中的磁铁矿和玻璃质含量降低,赤铁矿、铁酸钙和硅酸盐含量提高,使烧结成品率提高;改善了烧结矿冷态机械强度和低温还原粉化性能.打水冷却会明显降低烧结成品率,同时对烧结矿冷态机械强度和低温还原粉化性能带来十分不利的影响.     

烧结中使用钢渣磁选尾渣替代部分烧结熔剂的实验研究

通过化学分析、X线衍射分析、光学显微分析等方法对钢渣磁选后剩余尾渣进行基础特性分析,并将其按照质量分数0,2.5%,5.0%和10.0%的比例分别配入烧结原料中,研究其代替部分烧结熔剂对烧结矿显微结构、质量及冶金性能的影响。研究结果表明:当烧结原料中尾渣配入量小于5.0%时,随着尾渣配入量的增加,烧结矿中铁酸钙含量增加,烧结矿的成品率、落下强度及转鼓强度均逐渐增大,之后均开始降低,而垂直烧结速度及烧结利用系数则一直逐渐降低。烧结矿的还原度及低温还原粉化性能随着尾渣配入量得到改善,但当尾渣配入量大于5.0%时开始下降。尾渣的配入会提高烧结矿的自由流动及完全熔化温度,扩大软熔区间,使得烧结矿软熔性能变差。     

硼对钒钛磁铁矿烧结微观结构的影响

为研究硼的含量对钒钛磁铁烧结矿微观结构的影响,利用XRD和扫描电镜对实验样品进行观察,发现添加适量的硼能够对钒钛烧结矿中硅酸盐的生成起抑制作用,并改善钒钛磁铁烧结矿表面结构,提高烧结矿液相生成能力、固相固结性能、抗粉化性同时降低孔隙率。当烧结矿中硼含量达到1.5%~2.5%时实验效果最佳。     

氢气对高炉炉料低温还原粉化的影响

为了研究高炉喷吹煤气后煤气成分对高炉低温区炉料粉化性质的影响,对炉料低温还原粉化与煤气成分和还原温度的关系进行了研究.研究结果表明:还原温度是影响炉料低温还原粉化的主要因素,在500℃时粉化最为严重;在500～900℃,炉料粉化率随温度升高而降低;在900℃时炉料的低温还原粉化基本结束.相同温度条件下,炉料的低温还原粉化率随煤气中H2含量的增加而增加,随CO2含量的增加而减少;烧结矿的低温还原粉化率较大,球团矿和块矿较小.     

分流制粒强化巴西某镜铁矿的烧结性能

对分流制粒强化镜铁矿烧结工艺及成品烧结矿冶化性能和矿相进行研究。研究结果表明:在焦粉用量4.2%(质量分数),混合料水分8.5%,分流制粒时间6 min,混合制粒时间3 min,精矿分流碱度1.64的条件下,烧结矿产量为1.71 t/(m2·h),转鼓强度为63.80%,固体燃耗为65.24 kg/t。与常规烧结相比,产量提高18.8%,转鼓强度提高10.7%,而燃耗降低14.7%,显著地改善了烧结矿产质量。分流制粒工艺所得成品烧结矿还原度和还原粉化率分别为82.39%和70.15%,均能满足高炉冶炼需求。与常规烧结相比,镜铁矿分流制粒工艺烧结矿中形成更多的复合铁酸钙,其发育良好,并与磁铁矿、赤铁矿结晶互连;中孔厚壁结构增多,从而提高了烧结矿的强度。     

添加剂对烧结矿转鼓强度的影响

针对在采用烧结矿表面喷洒CaCl2溶液进行生产时,改善了烧结矿的低温还原粉化性能,却加快了除尘系统洗涤塔内衬钢板的腐蚀速度这一现象,研究采用含硼添加剂替代部分CaCl2外喷烧结矿,能有效抑制烧结矿的低温还原粉化,很好地改善了腐蚀状况,并阐述了其对转鼓强度这一重要冶金性能的影响。     

未燃烧煤粉对焦炭粉化性能的影响

为了弄清楚高炉内未燃烧煤粉（简称ＵＰＣ）对焦炭性能的影响，我们在实验炉内做了纯焦炭恒温处理，气化反应以及焦炭层喷吹ＵＰＣ后气反应一小时后焦炭样的粉化情况，得出的主要结；（ａ）同一温度条件下，纯焦炭气化反应一小时粉化最严重，而焦炭层喷吹ＵＰＣ后粉化程降低；（ｂ）同一温度条件下，随着焦炭层喷吹ＵＰＣ量的增加，气化反应后焦炭的强度提高，粉末量减少。     

原料对直接结合镁铬砖体积变化的影响

以印度铬矿、西藏铬矿、中高档镁砂及电熔镁砂为原料,在200 MPa下制成50 mm×40 mm的圆柱形试样,于1 700~1 750℃烧成.通过测量试样烧成前后直径和高度的变化,从而获得其体积变化.根据体积变化讨论了不同原料及粒度配比对直接结合镁铬砖体积变化的影响,提出控制烧成体积变化的措施,即改变细颗粒中印度铬矿的加入量,同时调整细粉内中档镁砂与高纯镁砂的配比.研究结果表明,当印度铬矿与西藏铬矿的质量比大、细粉内中档镁砂与高纯镁砂的质量比小时,试样的体积变化率较小;反之,试样的体积变化率较大.     

Reduction of NO_x emission based on optimized proportions of mill scale and coke breeze in sintering process

Reducing NO_x emission of iron ore sintering process in a cost effective manner is a challenge for the iron and steel industry at present. Effects of the proportion of mill scale and coke breeze on the NO_x emission, strength of sinter, and sinter indexes were studied by combustion and sinter pot tests. Results showed that the peak value of NO concentration, total of NO emission, and fuel-N conversion rate gradually decreased as the proportions of the mill scale increased because NO was reduced to N_2 by Fe_3O_4, FeO, and Fe in the mill scale. The strength of sinter reached the highest value at 8.0 wt% mill scale due to the formation of minerals with low melting point. The fuel-N conversion rate slightly fluctuated and total NO_x emission significantly decreased with the decreased proportions of coke breeze because CO formation and content of N element in the sintered mixture decreased. However, the sinter strength also decreased due to the decrease in the amount of the melting minerals. Furthermore, results of the sinter pot tests indicated that NO_x emission decreased. The sinter indexes performed well when the proportions of mill scale and coke breeze were 8.0 wt% and 3.70 wt% respectively in the sintered mixture.     

基于优化氧化铁皮和焦粉配比的铁矿烧结过程NOx减排研究

Reducing NO_x emission of iron ore sintering process in a cost effective manner is a challenge for the iron and steel industry at present. Effects of the proportion of mill scale and coke breeze on the NO_x emission, strength of sinter, and sinter indexes were studied by combustion and sinter pot tests. Results showed that the peak value of NO concentration, total of NO emission, and fuel-N conversion rate gradually decreased as the proportions of the mill scale increased because NO was reduced to N₂ by Fe₃O₄, FeO, and Fe in the mill scale. The strength of sinter reached the highest value at 8.0wt% mill scale due to the formation of minerals with low melting point. The fuel-N conversion rate slightly fluctuated and total NO_x emission significantly decreased with the decreased proportions of coke breeze because CO formation and content of N element in the sintered mixture decreased. However, the sinter strength also decreased due to the decrease in the amount of the melting minerals. Furthermore, results of the sinter pot tests indicated that NO_x emission decreased. The sinter indexes performed well when the proportions of mill scale and coke breeze were 8.0wt% and 3.70wt% respectively in the sintered mixture.     

温度对NOx生成影响的数值模拟

煤粉的高效、低污染燃烧一直都是国际社会共同关注的焦点问题。采用非预混燃烧模型,模拟煤粉在炉膛内燃烧过程氮氧化物（NOx）的生成,分析比较了燃烧温度对热力型NOx和燃料型NOx的生成速率、炉内的组分以及煤粉颗粒在炉膛中的停留时间等的影响,并对NOx控制技术研究进行了分析与归纳,并得出结论。随着燃烧温度增高,热力型NOx成指数关系增长,燃料型NOx的生成速率是降低的,还原速率是升高的。     

改善含MgO铁矿石软熔性能的研究

为了改善铁矿石的高温软熔性能,重点研究了在保证炉渣中MgO含量的同时,向高炉合理添加MgO的几种方法,提出了从风口喷吹含MgO煤粉的高炉炼铁新工艺的建议.试验结果表明,减少MgO含量,可降低烧结矿的软熔带温度区间.采用合理的炉料结构,如低MgO烧结矿配加菱镁石块工艺,高MgO烧结矿配加酸性球团矿工艺等均可改善烧结矿的高温软熔性能.实验室条件下,低MgO烧结矿配加菱镁石块工艺和高MgO烧结矿配加酸性球团矿工艺,分别可使炉料软熔带温度区间降低20~30℃和50~100℃.     

烧结矿低温还原粉化性能试验方法释疑

一方认为:用国家标准"铁矿石还原粉化试验静态还原后使用冷转鼓的方法"(GB/T 13242-91)做试验时,由于有缓冷过程,试验结果是不可靠的.另一方则认为:标准已执行多年,应该没有问题.为解决争论,在实验室进行了试验.结果表明:烧结矿在还原后的缓冷过程不产生粉化,相反略显抑制粉化;烧结矿在不还原的缓冷中也不产生粉化.国标GB/T 13242-91没有问题.     

高炉风口回旋区工作状态监控技术的研究现状

在高炉生产过程中,只有从风口窥视孔可以直接观察高炉内的情况,操作者十分关注高炉风口区的工作状况,并将其作为判断和控制高炉操作的重要依据之一.风口前的监测可以获得喷煤高炉在风口处煤粉输送情况,还可以根据风口亮度与煤粉燃烧数值模拟结合,研判煤粉在风口回旋区的燃烧状况及温度分布等.简述了国内外在高炉风口回旋区温度检测、工作状态的监控技术的研究现状,提出利用数字图像处理技术与数值模拟结合,解决高炉风口回旋区工作状况监测和控制的思考.     

矿焦混装对软熔带透气性影响的研究

用熔滴实验装置研究了矿、焦层装及混装时矿石软熔层的透气性,发现混装时软熔层的透气性获得大幅度改善。获得改善的原因在于混装时软溶层的结构发生了质的变化。