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.     

铁矿粉液相流动性的主要液相生成特征因素解析

烧结矿是我国高炉炼铁的主要原料,烧结矿质量将直接影响高炉冶炼及炼铁工序的经济技术指标.因此,基于铁矿粉的高温特性进行优化配矿从而改善烧结矿的产质量对于炼铁工序节能增效具有十分重要的现实意义.铁矿粉的液相流动性是非常重要的烧结高温特性指标,适宜的液相流动性可以使烧结矿获得较高的固结强度.本文模拟实际烧结黏附粉层中铁矿粉颗粒与钙质熔剂质点的接触状态,采用FastSage热力学计算和微型烧结可视化试验方法研究了固定CaO配比条件下铁矿粉的液相流动性及其主要的热力学液相生成特征影响因素.研究结果表明,采用固定CaO配比与固定碱度的熔剂配加方式下,铁矿粉的液相流动性规律明显不同.铁矿粉的液相生成量是影响其液相流动性的最主要液相生成特征因素,液相生成量越多则铁矿粉的液相流动性指数越大.铁矿粉液相流动性的配合性机制是基于其液相生成量的线性叠加原则.脉石矿物含量将在一定程度上影响铁矿粉的液相流动性,随着SiO2含量的升高铁矿粉的液相生成量减少,从而导致液相流动性指数显著降低;而Al2 O3含量增加,液相流动性指数略有升高.     

基于铁矿粉液相流动性的塞拉利昂高铝铁矿配矿研究

以塞拉利昂高铝铁矿粉及其他5种烧结常用铁矿粉为原料,通过添加CaO、SiO2、Al2O3纯试剂改变铁矿粉中三种组分的含量,并分析了其对铁矿粉液相流动性的影响,比较了6类铁矿粉液相流动性对SiO2、Al2O3含量的敏感性差异,研究了混合矿粉液相流动性随塞拉利昂高铝铁矿粉配比的变化并进行了烧结试验。结果表明,随着CaO配比的增加,铁矿粉的液相流动性变好,其中塞拉利昂高铝铁矿粉变化的幅度最大;SiO2含量对塞拉利昂高铝铁矿粉液相流动性的影响较Al2O3含量更为明显;随着塞拉利昂高铝铁矿粉配比增加,混合矿粉的液相液动性指数降低,烧结矿的强度和成品率下降。     

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n(Fe_2O_3)/n(CaO)的铁矿粉烧结液相流动性测定方法

针对以碱度(R=w(CaO)/w(SiO_2),w为质量分数)控制混合料CaO的添加量的铁矿粉液相流动性检测方法(R值法)在评价SiO_2质量分数不同的铁矿粉时结论与烧结生产存在差异的问题,提出以混合料铁钙的物质的量比(n(Fe_2O_3)/n(CaO))控制CaO添加量的铁矿粉液相流动性检测方法(N值法)。分别以化学纯试剂和铁矿粉为原料,对比研究了R值法和N值法对液相流动性指数检测结果的影响;并基于2种检测结果进行优化配矿—烧结杯试验。研究结果表明:R值法测得液相流动性指数与铁矿粉中SiO_2质量分数有明显的线性正相关关系,掩盖了铁矿粉真实的液相流动特性;N值法可以显著减小SiO_2含量对铁矿粉液相流动性指数的影响。基于N值法的优化配矿—烧结产质量指标与R值法相比,成品率、利用系数、转鼓强度分别提高4.62%,0.11 t/(m~2·h)和1.91%,固体燃耗降低1.96 kg/t。     

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.     

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.     

铁矿粉与 CaO同化能力的试验研究

在铁矿粉烧结过程中,矿石与CaO发生同化反应而生成低熔点液相的能力是衡量烧结矿同结状况的重要指标之一.在试验的基础上研究了13种常用的进口铁矿粉的同化温度和同化时间,对影响铁矿粉同化能力的因素进行了理论分析,并给出了对铁矿粉的这一烧结基础特性在烧结过程中具体应用的结果.     

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。     

Ore-proportioning optimization technique with high proportion of Yandi ore in sintering

The basic sintering characteristics of Yandi ore from Australia, including assimilation ability, liquid phase fluidity, self-strength of bonding phase, forming ability of silico ferrite of calcium and aluminum (SFCA), and so on, were investigated in detail. Besides, the high temperature behavior and function of sintering were obtained. As a result, the techniques for ore-proportioning in sintering were obtained. The results show that Yandi ore possessing higher assimilation ability, better liquid phase fluidity, lower self-strength of bonding phase, and better forming ability of SFCA, should be mixed with iron ores whose properties are opposite to those of Yandi ore. In the optimization of sintering ore-proportioning, Yandi ore, whose price is relatively low, can be mixed as high as 40wt%.     

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.     

基于粒子群算法的微纳米铁粉燃烧实验研究

为减少化石燃料的使用,开发清洁、低碳、可再生的新型能源,本文对微纳米铁粉燃料开展燃烧实验研究。通过微纳米铁粉的比表面积实验、热重分析实验、X射线衍射实验,得到不同粒径铁粉的比表面积、热重曲线以及X射线衍射图谱。分析粒径对比表面积、热重曲线的影响,研究不同粒径铁粉在40K/min升温速率下的燃烧特性参数和燃烧动力学参数。并用粒子群算法拟合出微纳米铁粉的燃烧速率微分方程,建立微纳米铁粉的燃烧模型。结果表明：除了50nm铁粉以外,随着粒径增大,铁粉的着火点温度、最高燃烧速率温度、燃尽温度、活化能、指前因子均增大。50nm铁粉会在高温下发生熔化并凝结,使得燃尽温度上升,燃尽时间延长,不利于反应正常进行。对于粒径在50nm~2μm范围内的铁粉,可以通过本文建立的铁粉燃烧速率微分方程近似计算不同粒径微纳米铁粉的燃烧特性参数和燃烧动力学参数,误差在允许的范围内。     

新型复合混凝剂的研制及在造纸废水处理中的应用研究

介绍了用硫酸烧渣制备新型复合混凝剂的方法,并将其用于造纸废水处理中。考察了影响烧渣酸浸和铁聚合的因素,同时还对影响复合混凝剂处理废水的影响因素进行了研究,对新型复合混凝剂与聚合硫酸铁的混凝性能进行了对比。实验结果表明,该混凝剂的生产周期较短,在处理造纸废水时,比聚合硫酸铁具有更高的化学耗氧量（CCOD(Cr）的去除率,且有较宽的pH适用范围。     

High-temperature performance prediction of iron ore fines and the ore-blending programming problem in sintering

The high-temperature performance of iron ore fines is an important factor in optimizing ore blending in sintering. However, the application of linear regression analysis and the linear combination method in most other studies always leads to a large deviation from the desired results. In this study, the fuzzy membership functions of the assimilation ability temperature and the liquid fluidity were proposed based on the fuzzy mathematics theory to construct a model for predicting the high-temperature performance of mixed iron ore. Comparisons of the prediction model and experimental results were presented. The results illustrate that the prediction model is more accurate and effective than previously developed models. In addition, fuzzy constraints for the high-temperature performance of iron ore in this research make the results of ore blending more comparable. A solution for the quantitative calculation as well as the programming of fuzzy constraints is also introduced.     

唐钢司家营精矿粉制粒性能试验研究

司家营铁矿属新开发矿种,特点是精矿粉粒度极细,通过制粒试验,司家营精粉具有较好的制粒效果,故采用一混、二混的混料和制粒工艺是可行的.