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.     

铁矿粉烧结技术进展

 在铁矿粉烧结过程中,需要充分把握铁矿粉的烧结行为和作用,考察其同化性、液相流动性、黏结相自身强度、连晶固结强度等烧结基础特性,有助于企业通过烧结优化配矿有效使用铁矿粉资源。近年来,国内外在铁矿粉烧结理论和技术方面取得了长足的进步,尤其体现在低温烧结、厚料层烧结技术的发展、褐铁矿使用技术的完善、预还原烧结的开发、镶嵌式烧结的设计、高温特性研究的不断深入等方面。这些技术的创新主要围绕如何高效利用铁矿粉资源进行,通常是源于资源的劣化和环境的恶化。然而,铁矿粉的优与劣其实是相对的,通过发挥其优势、抑制其劣势的方式,使得这种矿从劣质变为相对的“优质”,并通过这些新技术使其优点凸显、缺点被弥补,那么该矿的使用量、技术指标就能得到提高,也就具有“优”的品质。通过这些研究,实现了对劣质铁矿粉资源的高效利用。本文对此进行综述。     

测定铁矿粉同化特性新方法的探索

指出目前测定铁矿粉与CaO同化反应方法的优缺点.铁矿粉只有先在界面上熔化形成液相并与CaO形成润湿后,才能进行同化反应形成铁酸钙.通过X射线衍射分析给出了判别铁矿粉与CaO同化反应的始末点等参数的方法,以此为基础建立了以实际烧结生产温度为基准温度且量纲为1的同化反应特征数.该特征数综合了铁矿粉同化反应过程中各种重要信息,如升温速率、同化反应温度和同化反应速度等参数,改进了以往方法不考虑同化反应过程的缺陷,避免了用多个参数表示同化反应过程的不便.     

铁矿粉烧结液相流动特性

在铁矿粉烧结过程中,铁矿粉与CaO反应生成的液相的流动特性,是衡量烧结混合料能否有效粘结的重要指标之一.采用微型烧结法和基于流动面积的粘度测量法,以10种常用进口铁矿粉为对象,研究其液相流动特性及其影响因素.分析了铁矿粉的液相流动特性对实际烧结过程的影响.结果表明:不同种类的铁矿粉由于其自身特性的不同,所生成的液相的流动能力及其随温度、碱度的变化规律有很大差异.     

铁矿粉烧结液相流动性评价

烧结矿靠流动的液相粘结未熔物获得强度,液相流动能力是铁矿粉的一个烧结基础特性. 本文提出评价铁矿粉烧结过程中液相流动性的两个新指标,即"基于温度分布的液相流动面积"以及"液相流动对温度的敏感性",并给出这两个指标相应的计算式以便正确把握烧结过程液相行为及优化烧结配矿.     

铁矿粉的烧结熔融特性及其评价方法

通过可视化高温实验装置观察了七种不同类型常用进口铁矿粉试样的熔化流动过程.在所测定的熔融曲线上定义了T30、T55、TR以及SR等表征其熔融特性的评价指标,并以此考察了不同类型铁矿粉的烧结熔融特性.研究结果表明:澳大利亚褐铁矿最容易产生液相,但其液相形成过程中温度区间窄,温控性差,安全性低;澳大利亚半褐铁矿在低温烧结条件下有效液相量不足,而温控性则略好于澳大利亚褐铁矿;澳大利亚、南非以及巴西南部的赤铁矿熔融特性较为适宜,但前者易形成液相而后两者温控性和安全性更好;巴西的南部精粉、北部赤铁矿在低温烧结下很难生成液相.通过对各种铁矿粉熔融特性的研究,提出了基于铁矿粉熔融特性的烧结优化配矿原则.     

基于铁矿粉烧结基础性能的优化配矿研究

以提高烧结矿性能为目标,对国内两种铁矿粉以及国外三种铁矿粉进行了同化性能、液相流动性能、粘结相强度三个方面分析研究,并据烧结矿各项性能指标制定出配矿方案进行优化实验,探寻最佳配矿比例。结果表明,五种铁矿粉中自产矿的各项性能最优,其他四种铁矿粉的各项烧结基础性能优势各不相同。其次,根据实验结果制定出优化配矿方案,对比混合矿的各项基础特性,得出最优化配矿方案：自产矿为50%,鞍千矿为20%,巴西B为15%,澳矿为10%,巴西A为5%,为现场烧结生产提供了理论依据。     

基于铁矿粉高温特性互补的烧结优化配矿

首先测定巴西、澳洲及中国的10种铁矿粉的高温特性,将其与实际生产统计所得的高温特性适宜区间比较可知:巴西矿的同化性偏低,澳洲矿偏高,中国精粉则相对接近适宜区间;有两种巴西矿、一种澳洲矿以及一种中国精粉的液相流动性适宜,一种巴西矿、一种澳洲矿以及两种中国精粉则偏低,一种澳洲矿和一种中国精粉的液相流动性稍高;澳洲矿的黏结相自身强度偏低,巴西矿和中国精粉则较为适宜,且中国精粉相对更高. 在实验研究的基础上,提出基于铁矿粉高温特性互补而使混合矿高温特性指标适宜的烧结配矿新思路,并设计优化配矿方案,烧结杯实验结果显示均获得优良的烧结指标,证实了基于铁矿粉高温特性进行配矿的优越性.     

铁矿粉烧结粘结相自身强度特性

在铁矿粉烧结过程中,熔化的矿粉在冷却过程中起着粘结周围未熔矿粉的作用,因此这一粘结相的自身强度是衡量烧结矿固结状况的重要指标之一.运用这一新概念,以八种常用的铁矿粉为对象,在固定温度、改变碱度的条件下进行了粘结相自身强度特性的实验研究,并对影响铁矿粉粘结相自身强度的因素进行了理论分析.结果表明:不同种类的铁矿粉由于其自身特性的不同,所生成的烧结粘结相的强度以及随二元碱度的变化规律有明显差异.以此可以作为烧结优化配矿的重要技术依据.     

铁矿粉的化学成分劣质化对其烧结同化性的影响研究

针对烧结用铁矿粉质量变差等问题,通过比较不同时期内我国大量进口的3种铁矿粉的化学成分,分析了铁矿粉劣质化特征;在此基础上采用微型烧结法考察了不同时期内铁矿粉的同化性,并分析了SiO2,Al2O3和LOI含量的影响,最后探讨了应对铁矿粉化学成分劣质化的烧结技术方向,指出为了应对该问题,需要在优化配矿的基础上,优化熔剂结构或实施厚料层烧结。     

铁矿石的烧结基础特性之新概念

长期以来,人们对烧结用铁矿石的评价主要集中在化学成分、粒度组成、矿物特征等常温性能方面,而对铁矿石在烧结过程中的高温行为和作用知之甚少.根据对这一问题的深入思考和实验室的基础研究,提出了"铁矿石的烧结基础特性"的概念.该概念包括同化性能、液相流动性,粘结相强度性能和铁酸钙生成性能等.研究烧结过程中这些高温物理特性,有利于完善烧结理论、改善烧结矿质量和优化烧结工艺过程.     

铁矿石烧结终点的优化控制

根据铁矿石烧结过程的特点,提出了烧结终点的长期和短期控制策略．长期控制根据原始料层透气性以及垂直烧结速度的状态,通过调整料高或机速实现;短期控制通过调整机速,稳定废气温度上升点实现．采用自定中心、非线性量化、控制规则自调整等方法实现了模糊控制算法的自适应．提出了用垂直烧结速度描述烧结过程透气性的观点,采用系统辨识的方法建立了垂直烧结速度的预报模型．应用结果表明：所建预报模型的准确率较高,达95％以上;系统的使用可使烧结过程主要状态参数（烧结终点位置、温度、大烟道温度等）的波动降低18％～29％．     

A pilot-scale study of selective desulfurization via urea addition in iron ore sintering

The iron ore sintering process is the main source of SO₂ emissions in the iron and steel industry. In our previous research, we proposed a novel technology for reducing SO₂ emissions in the flue gas in the iron ore sintering process by adding urea at a given distance from the sintering grate bar. In this paper, a pilot-scale experiment was carried out in a commercial sintering plant. The results showed that, compared to the SO₂ concentration in flue gas without urea addition, the SO₂ concentration decreased substantially from 694.2 to 108.0 mg/m3 when 0.10wt% urea was added. NH₃ decomposed by urea reacted with SO₂ to produce (NH₄)₂SO₄, decreasing the SO₂ concentration in the flue gas.     

Influence of gangue existing states in iron ores on the formation and flow of liquid phase during sintering

Gangue existing states largely affect the high-temperature characteristics of iron ores. Using a micro-sintering method and scanning electron microscopy, the effects of gangue content, gangue type, and gangue size on the assimilation characteristics and fluidity of liquid phase of five different iron ores were analyzed in this study. Next, the mechanism based on the reaction between gangues and sintering materials was unraveled. The results show that, as the SiO₂ levels increase in the iron ores, the lowest assimilation temperature (LAT) decreases, whereas the index of fluidity of liquid phase (IFL) increases. Below 1.5wt%, Al₂O₃ benefits the assimilation reaction, but higher concentrations proved detrimental. Larger quartz particles increase the SiO₂ levels at the local reaction interface between the iron ore and CaO, thereby reducing the LAT. Quartz-gibbsite is more conductive to assimilation than kaolin. Quartz-gibbsite and kaolin gangues encourage the formation of liquid-phase low-Al₂O₃-SFCA with high IFL and high-Al₂O₃-SFCA with low IFL, respectively.     

铁基粉末的恒流电致快速烧结

采用恒流电致烧结方法对铁基混合粉末进行了快速烧结,通过对不同通电时间烧结样品的显微组织、断口形貌进行分析,并对其电阻、密度及各项机械性能进行测试,研究了粉末的电致烧结行为.结果表明：在较低的测量温度下,粉末中出现了烧结颈,并发生了铁-碳的互扩散,且颗粒界面有局部熔化的迹象,证实电致烧结初期在颗粒接触区域存在局部高温;随着烧结过程的进行,烧结体的密度、横向断裂强度和显微维氏硬度均呈上升趋势,电阻则逐渐降低.     

含铁尘泥在烧结生产中高效使用技术研究

 为了科学、合理地利用这一资源,在掌握含铁尘泥理化特性的基础上,进行了不同含铁尘泥配比、不同配碳量的烧结试验研究,并进行了工业性试验。试验结果表明,含铁尘泥中的CaO和C等烧结生产所需加入的元素含量较高,有利于降低烧结矿成本,由于其粒度过细,不利于改善烧结透气性;含铁尘泥中碳的含量完全替代烧结燃料的碳含量时,随着含铁尘泥配加量的增加,烧结产质量指标变差;用含铁尘泥(含铁尘泥中碳含量按1/3比例折算成烧结染料)替代烧结燃料时,无论含铁尘泥配比为3.0%还是5.0%,其烧结产质量指标均与基准方案相近,而且有利于改善高炉经济效益指标,能够达到高效使用含铁尘泥的目的。本研究为高效使用含铁尘泥提供了理论基础和技术依据。