水钢烧结工艺参数优化的试验研究

为改善首钢水城钢铁(集团)有限责任公司烧结矿的质量,实现烧结生产节能降耗,采用单因素试验法研究除尘灰配比、燃料用量、燃料粒度以及原料温度等对烧结矿质量的影响.结果表明,当除尘灰添加量为2％、燃料用量为5％、燃料中粒度小于3 mm颗粒所占比例为88％、原料温度为60℃时,烧结矿质量较高,所制烧结矿的落下强度为72.18％、转鼓指数为76.07％、FeO含量为7.23％、成品率为85.66％.     

支撑板对烧结过程的影响

烧结料层上部荷重是造成烧结过程中燃烧熔融带透气性差的重要因素,而烧结料层透气性是制约我国厚料层烧结技术进一步发展的限制性环节. 从减轻烧结料层燃烧熔融带荷重以及改善烧结过程料层透气性的角度出发,通过在烧结料层中安装支架研究不同荷重条件下对铁矿粉烧结行为的影响. 烧结杯实验研究表明:安装支撑板后,烧结料层透气性明显改善,烧结矿转鼓强度大于65%;垂直烧结速度显著提高,最高可达28. 4 mm·min-1;成品率波动幅度不大,利用系数从1. 89 t· m-2·h-1增加到2. 31 t·m-2 ·h-1;燃耗有所降低,最大降幅达1. 32%. 理论分析和实验表明,支撑板对减轻烧结熔融带上部荷重,提高料层透气性,以及改善燃耗和烧结矿质量具有重要意义.     

铁矿烧结中燃料合理分布研究

以我国某钢铁公司烧结原料为对象,对烧结过程的自动蓄热热平衡进行分析和计算,提出料层蓄热及燃料合理分布的计算模型,并按3层进行燃料分层布料烧结试验.计算结果表明,当料高为600 mm时,烧结各料层可利用蓄热率为35%左右;当焦粉配加量上层、中层和下层分别为4.9%,4.3%和3.4%时,在不降低烧结矿产质量的同时,固体燃耗降低3.69 kg/t.     

超高料层双层烧结富氧强化及烟气排放行为研究

针对超高料层双层烧结矿强度低的问题,采用富氧方法强化双层烧结。研究富氧浓度和燃料用量对烧结矿产质量的影响,分析普通双层烧结和富氧强化双层烧结的烧结矿主要矿物组成和微观结构,研究两者烧结烟气中O₂、CO₂和CO的排放行为。研究结果表明：富氧方法能明显强化超高料层双层烧结,大幅度提高烧结矿成品率和转鼓强度;二次点火后对料层进行富氧,氧气体积分数为25%,烧结矿成品率、转鼓强度、利用系数和固体燃耗分别为69.06%、66.40%、2.09 t/(m²·h)和53.79 kg/t,与普通双层烧结指标相比,成品率、转鼓强度和利用系数分别提高4.11%、7.73%、0.18 t/(m²·h),固体燃耗降低3.23 kg/t;富氧使烧结矿中磁铁矿氧化充分,铁酸钙大量生成,烧结矿结构均质、紧密;富氧增大烧结烟气O₂质量分数,可有效解决下部料层缺氧问题,提高燃料燃烧效率,减少CO排放量。     

生物质燃料应用于铁矿烧结的研究

通过烧结杯试验对2种木炭、1种固体成型锯末替代焦粉进行研究。研究结果表明:随着生物质燃料替代焦粉质量分数的提高,烧结适宜水分呈增加趋势,且生物质燃烧速度快使垂直烧结速度提高,而料层最高温度降低使烧结矿熔融区铁酸钙质量分数减小,大孔薄壁结构增加,造成烧结矿成品率和转鼓强度降低;当此3种生物质燃料分别替代质量分数为40%的焦粉进行烧结时,烧结速度均升高,但烧结矿成品率和转鼓强度降低,且生物质的燃料比(即固定碳与挥发分的质量比)越低,其替代焦粉的适宜质量分数也越低,经过炭化的生物质能获得更好的烧结指标;通过降低生物质燃料的热量置换比以及适当提高生物质的平均粒径,提高了料层的最高温度,从而强化生物质燃料的铁矿烧结,提高了烧结矿产量和质量。     

铁矿石富氧烧结试验研究

在铁矿石烧结过程中进行富氧,观察富氧后烧结固体燃料消耗、成品率、利用系数、冶金性能及矿相显微结构等指标的变化情况.试验表明：富氧时间为2～4 min、富氧量为5～8 m³/t时,烧结矿的各项指标较好.在该条件下,与基准烧结矿相比,成品率提高2.12%、转鼓强度值提高0.92%、固体燃料消耗降低1.56 kg/t;富氧烧结对改善烧结矿成品率的试验结果表明：16组烧结试验中,对烧结过程进行富氧后,成品率提高了0.79%~2.05%,富氧后的成品率平均高于基准成品率1.35%.随着富氧量的增加,成品率呈现出增长趋势;而随着富氧时间的增加,成品率没有明显增长.同时,富氧烧结后,烧结固体燃料消耗下降0.69~1.41 kg/t.     

铬铁精矿球团烧结工艺与机理

对铬铁精矿球团烧结新工艺以及球团烧结矿冶金性能和固结机理进行研究。研究结果表明:铬铁精矿粒度粗,成球差,必须经过球磨机细磨,使其比表面积达到1 700 cm2/g,才具有良好的成球性;在膨润土配比为1.5%(质量分数)、造球水分为9.0%(质量分数)、造球时间为12 min的条件下,生球落下强度5次/(0.5 m),抗压强度11 N/个,爆裂温度480℃。优化的球团烧结工艺参数为:焦粉用量7%(质量分数)(内配比例30%),烧结混合料水分为9.5%,料层高度为650 mm,干燥温度为300～350℃,干燥负压为4 kPa,干燥时间为3 min,点火温度为1 100℃,点火负压为5 kPa,点火时间为1.5 min,烧结负压为8 kPa,取得了良好的指标:烧结矿产量为3.01 t/(m2.h),转鼓强度为89.33%,固体燃耗为79.19 kg/t。铬铁精矿球团烧结矿在900℃时很难还原,但还原膨胀率只有5%～6%,还原粉化率RDI+3.15大于94%,还原过程将具有较好的强度;在烧结料层的中上部,烧结矿的宏观结构以单个散状球团为主;在烧结料层下部以葡萄状烧结矿为主。铬铁精矿球团烧结矿矿物组成以铁铬尖晶石和硅酸盐矿物为主,单颗粒的球状烧结矿以固相固结为主,葡萄状烧结矿中液相量占30%左右,由固相固结和液相黏结共同维持烧结矿强度。     

高褐铁矿配比下提高烧结矿产质量指标

为了在高褐铁矿配比下提高烧结矿产质量指标,在把握烧结混匀矿特性的基础上,通过微型烧结试验和烧结杯试验,研究了高褐铁矿配比下烧结矿二元碱度、钙质熔剂种类等因素对烧结黏结相数量、强度和类型,以及烧结矿产质量指标的影响.结果表明:在高褐铁矿配比下,提高烧结矿二元碱度至2.0水平,并采取适当增加生石灰使用比例以及提高烧结抽风负压和烧结料层高度的配合措施能够改善烧结矿产质量指标.     

褐铁矿的热分解特性及其对烧结过程的影响

利用热重分析的方法对褐铁矿FMG粉(简称FMGF)在受热升温过程的热分解特性进行了详细的研究.结果表明:FMGF中的结晶水在200~400℃温度区间内即完成了分解挥发,这样可以改善烧结料层透气性,使料层上部热量有效传递到下部;分解其中的结晶水,就能减少褐铁矿中的结晶水分解对烧结固体燃料消耗和烧结热平衡影响.烧结杯试验和工业应用结果验证了热分解特性研究的结论:在高比例褐铁矿条件下,通过提高难熔矿配比,可改善烧结料层透气性,改善料层传热条件,最终降低烧结固体燃耗,提高烧结成品率.     

影响烧结工艺过程NOx排放质量浓度的主要因素解析

在烧结烟气脱硫治理取得成效之后,烟气脱硝迅即摆上钢铁企业的环保治理议程.在尚无经济有效的末端治理脱硝工艺的前提下,有必要在烧结生产中进行工序过程控制,从而保持烧结烟气NOx排放质量浓度处于较低水平.本文通过统计解析的研究方法,系统分析了2013至2014年宝钢实际烧结过程中原燃料条件参数、工艺条件参数对烟气中NOx排放质量浓度的影响规律.研究结果表明:适当降低赤铁矿的使用比例,提高烧结粉、返矿的配比,提高钙质熔剂中石灰石的使用比例,降低镁质熔剂使用比例,保持烧结矿较高的碱度水平,强化制粒提高料层透气性,坚持厚料层烧结等措施均有利于抑制烧结烟气NOx的排放质量浓度水平.     

信钢添加2QW_3全精矿烧结应用研究

介绍在信阳钢铁厂烧结分厂添加 2QW3 添加剂进行全精矿烧结的应用。其应用效果表明 ,这种添加剂能显著地改善烧结料层的透气性 ,大幅度提高产量 ,降低能耗和改善烧结矿的质量。     

信钢添加2QW3全精矿烧结应用研究

介绍在信阳钢铁厂烧结分厂添加2QW3添加剂进行全精矿烧结的应用。其应用效果表明，这种添加剂能显著地改善烧结料层的透气性，大幅度提高产量，降低能耗和改善烧结矿的质量。     

高铁低硅矿烧结工艺技术

本文从试验原料、烧结工艺和试验结果及分析三方面介绍了高铁低硅矿分流制粒烧结新工艺,试验表明:分流制粒烧结工艺改善了烧结料层的透气性,提高了高铁低硅矿烧结质量。     

铁矿烧结烟气中SO2的排放规律

从烧结过程燃料用量、混合料水分、烧结矿碱度及混合料含硫量研究烧结工艺参数对烧结烟气中SO2排放的影响,发现烧结过程SO2的排放不受烧结工艺参数及原料含硫变化的影响,在烧结终点前始终存在一个排放浓度峰值区间,揭示烧结烟气SO2排放的自持性规律是由于烧结料层有选择性吸附SO2作用所导致,SO2的排放遵循硫化物、硫酸盐热分解生成-料层吸附-再分解-解吸的迁移及循环富集排放机理。     

分流预成型强化制粒改善镜铁矿粉烧结性能

针对镜铁矿精粉成球性及可烧性差的特点,采用分流预成型强化制粒工艺对进口镜铁矿精粉制粒及烧结性能开展研究.与常规制粒工艺烧结指标相比,采用分流造球强化制粒烧结工艺,焦粉配比从4.85%降至4.20%,利用系数从1.44 t· m-2·h-1提高至1.71 t·m-2·h-1,转鼓强度从57.60%提高至63.80%,固体燃耗从76.46 kg·t-1降至65.24 kg·t-1;采用分流辊压预成型强化制粒烧结工艺,焦粉配加量从4.85%降至4.70%,利用系数从1.44 t·m-2·h-1提高至1.64 t·m-2·h-1,转鼓强度及固体燃耗基本不变.因此,分流预成型强化制粒工艺较常规制粒工艺能显著改善镜铁矿烧结性能.其作用机理为：镜铁精矿经分流预成型后能改善混合料的透气性,降低焦粉配比,提高烧结料层氧位,生成更多的铁酸钙及赤铁矿,所得成品烧结矿结晶完善,矿物之间胶结紧密,内部气孔由不规则大孔变为总体分布较为均匀且大小适中的规则球形,改善了烧结矿的强度和还原性.     

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。     

烧结过程中碱金属脱除及在颗粒物中的富集行为

通过工业全流程采样分析烧结过程碱金属平衡,通过烧结杯实验研究K和Na的脱除行为及其影响因素,查明K和Na在不同粒径的颗粒物中的富集特性及赋存状态。研究结果表明:在烧结过程中,K和Na的脱除率分别为22.86%和8.70%,脱除的K和Na主要进入机头灰中,其次为机尾灰;燃料配比和碱度对碱金属脱除的影响最大,随着燃料配比和碱度提高,K和Na的脱除率增大,K和Na的脱除主要发生在料层中下部,烧结料层表层和底部的K和Na的脱除率低;K和Na随烟气进入颗粒物中,随着烟气颗粒物粒径减小,碱金属的质量分数和富集比增大,K和Na在第四电场灰中的富集比分别达279.86倍和43.17倍,在气溶胶颗粒中则分别达248.77倍和50.13倍;K和Na易与Cl元素汽化-凝结形成化合物,因而主要以氯化物存在于颗粒物中。     

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.     

高钙赤铁矿烧结的矿物特性、冶金性能及相结构演变

为了研究高钙赤铁矿的烧结特性，采用了化学分析、激光衍射、扫描电镜、X射线衍射和微型烧结等方法和手段分析了其矿物学特性，并设计烧结杯试验探究其与国产磁铁精粉的混合烧结行为，最后采用灰色关联数学模型计算和比较了不同高钙赤铁矿含量下的综合烧结性能。结果表明，高钙赤铁矿粒度较粗，所含Ca元素以方解石（CaCO₃）的形式存在，具有较强的自熔特性且自熔产生的液相结晶形态较好。在烧结过程中添加20wt%的含量后，能够提高利用系数、减少固体燃料消耗、提高烧结矿还原性指数和改善高炉的透气性指数的幅度分别为0.45 t/(m2·h)、6.11 kg/t、6.17%和65.39 kPa·°C。与全磁铁精粉烧结过程相比，高钙赤铁矿烧结还可以提高烧结烟气的热值，有利于烟气回收热量并进行二次利用。随着高钙赤铁矿含量的增加，烧结混合料在成矿过程中的聚合方式由以液相粘结为主转变为局部液相粘结伴随着铁氧化物连晶的共同作用。根据灰色关系模型的计算，在0–20wt%的配比范围内，高钙赤铁矿含量增加对烧结经济技术指标与烧结矿冶金性能综合表现的提升是有利的。     

恒定碱度条件下生石灰配比对烧结矿强度的影响研究

通过烧结杯试验和对转鼓指数的测定研究了恒定碱度条件下生石灰配比对烧结矿强度的影响。选取固定的铁料配比、碱度为2.0、燃料配比为6.0、水分为7.5为试验的基准。试验结果表明,转鼓强度随着生石灰配比的增加有增加的趋势,但当生石灰配比添加到5%时,烧结强度有明显的下降趋势。综合考虑以上因素,为了得到较高的转鼓强度选择石灰添加量为3%~4%为宜。