铁矿石(烧结矿、球团矿)低温还原粉化性静态检测方法研究

根据冶金部1980年5月下达的铁矿石冶金性能标准化科研任务,我院承担低温还原粉化性能静态测定方法和测试设备的研究。经过三年的研究工作,试制成一套铁矿石(烧结矿、球团矿)低温还原粉化性能的设备。这套设备包括制气及洗气装置、还原反应炉、电测自动装置,小转鼓,并选用废气成分红外线分析仪与之配套。在这套设备上对我国首钢、鞍钢等七种烧结矿,杭钢、济钢两种球团矿进行低温还原粉化性能试验,     

全钒钛矿高炉冶炼合理炉料结构的探讨

在模拟高炉冶炼过程的条件下,研究了各种类型钒钛铁矿石(烧结矿、球团矿、块矿)的低温、高温还原和熔滴性能,特别是钒钛烧结矿碱度与高温冶金性能的关系及其对低、高温区域还原过程和钛还原行为的影响。在此基础上确认了全钒钛铁矿石高炉冶炼的合理炉料结构是高碱度烧结矿加酸性氧化球团矿。但在攀钢现有工艺和设备条件下,首要的是提高烧结矿的碱度。     

含铁炉料在高炉各区的冶炼特性

为了掌握不同含铁炉料在高炉冶炼过程的行为特性以及炉料之间的相互反应性,通过模拟高炉各区的温度和气氛条件,系统研究不同含铁炉料(烧结矿、球团矿和块矿)及综合炉料的冶炼特性,分析综合炉料冶金性能与单一炉料冶炼特性的关系.研究结果表明:烧结矿的低温还原粉化性能较差,球团矿较好,粒径大于3.15 mm的球团矿还原指数达到92%以上;烧结矿的还原性较好,还原度都在80%以上,球团矿的还原性次之,块矿的还原性较差;综合含铁炉料的还原性和低温还原粉化性能存在叠加性,综合炉料的高温软熔性能不存在叠加性;高炉炉料结构的合理性由含铁炉料的自身性能和炉料间反应性决定.     

高炉钒钛球团矿炉料结构试验

针对水钢现有原料条件,通过对单一矿石冶金性能的测试,研究了水钢烧结矿搭配钒钛球团矿的合理性;在烧结矿配比不变的条件下,用进口块矿对钒钛球团矿配比的加入进行调节,研究了炉料结构的还原性,低温还原粉化性和荷重软化及高温熔滴性能的变化规律。试验结果表明,水钢烧结矿还原度(RI)达到了90.68%,钒钛球团矿的加入有利于综合炉料低温还原粉化性能RDI和软熔性能的改善,其中当钒钛球团配入量为20%时,炉料结构软化开始温度为1147℃,软化区间156℃,滴落温度1349℃,最大压差2223Pa,透气性良好,为最佳炉料组成。     

国外炼铁消息四则

一、用还原性球团矿的高炉试炼(Journal of metaes.1963.N4,Norwood B.Melcher)。 1962年在美国普鲁斯顿矿冶局的试验高炉上进行了用还原的和部分还原的球团矿     

高碱度烧结矿的还原性及其物理结构

测定了碱度(CaO/SiO_2)在1.54～2.53范围内的烧结矿的高温(1200℃)还原性。结果表明,碱度为1.85～1.91的烧结矿的高温还原性比其它的好,同时 FeO 含量愈低,还原度愈高。试用未反应核收缩模型及混合控制方程分析了试样的还原反应速率。结果显示,在本试验条件下,碱度为1.6左右的烧结矿不具有混合控制图的线性关系。为了了解高碱度烧结矿的初始物理结构对还原性能的影响,曾用压汞法测孔仪在1～1000公斤/厘米~2范围内测定了烧结矿的气孔半径的分布。文中讨论了烧结矿的还原性和它的结构的关系。     

氧气高炉条件下含铁炉料的程序还原行为实验研究

采用高炉多区域约束数学模型对典型氧气高炉流程进行模拟计算,确定了其在不同位置处的煤气成分,并结合传统高炉的升温制度,采用程序还原实验装置对含铁炉料在氧气高炉和传统高炉中的还原历程进行研究。结果表明,氧气高炉条件下,烧结矿和球团矿的还原开始温度较传统高炉分别降低60℃和150℃;当温度达到1 100℃时,氧气高炉条件下,烧结矿和球团矿的还原度(RI)基本均达到100%,而传统高炉下其还原度(1 RI)分别为94%和83.1%。另外,经对反应后炉料的化学分析得出,氧气高炉条件下烧结矿和球团矿中的含碳量分别约为传统高炉条件下的10倍和2.5倍。     

不同碱度司家营烧结矿矿相结构特征及其对冶金性能的影响

采用光学显微镜对不同碱度司家营烧结矿进行了研究.结果表明:司家营烧结矿碱度从1.7增加到1.9时,烧结矿显微结构由斑状-粒状结构过渡到交织熔蚀结构,相应的烧结矿转鼓指数和还原性升高,低温还原粉化性能得到改善.司家营烧结矿碱度从1.9增加到2.1时,烧结矿显微结构由交织熔蚀结构向斑状结构过渡,相应的烧结矿转鼓指数和还原性降低,低温还原粉化性能恶化.司家营烧结矿碱度为1.9时,烧结矿的转鼓指数、还原性和低温还原粉化性能最好.     

不同碱度司家营烧结矿矿相结构特征及其对冶金性能的影响

采用光学显微镜对不同碱度司家营烧结矿进行了研究。结果表明：司家营烧结矿碱度从1．7增加到1．9时,烧结矿显微结构由斑状—粒状结构过渡到交织熔蚀结构,相应的烧结矿转鼓指数和还原性升高,低温还原粉化性能得到改善。司家营烧结矿碱度从1．9增加到2．1时,烧结矿显微结构由交织熔蚀结构向斑状结构过渡,相应的烧结矿转鼓指数和还原性降低,低温还原粉化性能恶化。司家营烧结矿碱度为1．9时,烧结矿的转鼓指数、还原性和低温还原粉化性能最好。     

铁精矿冷固球团矿在工业性回转窑内的还原行为

研究了铁精矿冷固球团矿在工业性回转窑内的还原行为。研究结果表明：由于复合粘结剂集粘结、催化和还原诸功能于一体，使冷固球团矿按均质反应模型还原；铁氧化物催化作用及粘结剂的热致聚合效应，使还原反应前期固体桥键得到强化，在还原反应中期粘结剂促进金属桥键形成和长大，从而使冷固球团矿具有良好的还原性及还原过程中具有足够的机械强度，消除了低温还原粉化，是一种优质的直接还原炉料。     

富氢气体直接还原铁矿石及其碳沉积行为

焦炉煤气改质后可用于生产直接还原铁, 为炼钢提供优质的原料. 利用热重分析法, 研究了H₂ 与CO 物质的量比(H₂/CO)、温度对铁矿石球团矿还原速率及其碳沉积速率的影响. 实验结果表明: H₂ 的还原能力大于CO, 且随着混合气体中H₂ 含量的增加, 铁矿石球团矿的 还原速率增大; 当H₂/CO 比大于8/2 时, 增加H₂ 含量对还原速率影响减小; 在铁矿石还原 后期出现碳沉积, 且碳沉积速率随着H₂ 含量的增加而减小; 低温易于碳沉积, 但当温度高于 850 °C 时, 碳沉积得到抑制.     

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℃.     

铁矿石加钙品位论

"加钙品位"是作者提出的一个新概念,其定义为:铁矿石补加氧化钙达到高炉炉渣碱度要求时铁元素的质量百分含量,表达式为:TFe+CaO=Fe/100+SiO2 ×Rs-CaO×100.分别对铁矿石、铁精粉、烧结矿、球团矿等做了加钙品位、扣钙品位计算,并进行了比较和分析.结果表明:加钙品位能更客观、更合理地反映铁矿石的冶炼价值,而基础品位(通常说的品位)和扣钙品位则不能很好地反映铁矿石的冶炼价值.     

内配碳蒸养球团性能与质量

通过对沙城铁厂内配碳蒸养水泥固结球团的试验，表明该球团矿具有较好常温强度、良好的还原性、热稳定性及高温软熔滴落性能；但在７００℃还原条件下，水泥球团矿的ＲＤＩ＋３．１５和抗压强度有所回落．     

锌对炼铁炉料冶金性能影响的试验研究

采用醋酸锌水溶液浸泡加锌的方法制备不同含锌量的烧结矿和焦炭试样,并对烧结矿试样进行低温还原粉化率及还原性指标的测试,对焦炭试样进行CO2反应性及反应后强度的测试。结果表明,随着含锌量的增加,烧结矿的RDI+3.15和RDI+6.3减小而RDI-0.5明显增大,间接还原速率和RI降低,焦炭的CRI增高而CSR降低,烧结矿中锌含量的增加使其低温还原粉化性和还原性变差,同时焦炭中锌含量的增加使其热性能变差;与喷洒ZnSO4水溶液加锌方法相比,采用醋酸锌水溶液浸泡加锌方法能更准确地确定ZnO对焦炭热性能的影响程度。     

1986年10月～1987年10月我院论文辑览

1.参加国际会议论文中国几种典型铁精矿烧结矿工艺矿物学研究金川不良岩层巷道地质规律 {CharaeteriStics of Rock under Iligh-Speed Impact LoadingTILe Prospecting Criteria for Porphyry Tungsten DepositsinSouthern China i0n the lnf{Uence of Crystal Orientation on the Solif‘cationFront,luring Directiohal SolidificationImpurity Induced Twinning and the Modification of Si inAI-Si Alloys巾国铁矿石(烧结矿.球团矿)冶金性能检验方法研究Eutectie Structure of NormsI and Modified AI—Si alloysMecha…     

重钢烧结矿物相结构与还原性关系

本文阐述了重钢高硅低铁烧结矿物相结构与还原性关系。试验结果证实,烧结矿的物理结构、微观结构和液相量是影响还原性的重要因素。     

烧结过程铁精矿的合适品位

对超级铁精矿和普通铁精矿烧结矿显微组织研究证明:随着品位的提高,烧结矿中硅酸盐和铁酸盐粘结相大幅度降低,被粘结相整个包裹的磁铁矿和浮士体晶粒减少。为表征这种特性,提出一个具体公式。超级精矿烧结矿显微组织接近球团矿,强度较普通烧结矿和球团矿差。过细的超级精矿粉导致烧结设备生产率降低。精矿适宜选矿上限为65％—66％。     

包钢烧结矿及球团矿在高炉内的冶炼特性及破损的试验研究

本文通过55米~3高炉的冶炼试验获得了包钢烧结矿及球团矿的冶炼特性及在炉内的破损情况。为了进行对比,并对白云矿高氧化镁的包钢烧结矿及太钢烧结矿进行冶炼试验。 通过试验确定了包钢烧结矿及球团矿冶炼性能差、容易结瘤的主要原因是该矿软熔温度低、膨胀粉化高,而其中碱金属及氟的循环富集造成的破坏作用起了决定性的影响。文中并提出了改进包钢烧结矿及球团矿冶炼性能的措施。     

钒钛磁铁矿结构与高温还原的关系

研究了不同结构类型的钒钛磁铁矿石的低温及高温还原性能，分析了矿石结构，预处理方式，还原温度，还原时间和还原条件对还性的影响，还原性能与钒钛磁铁矿熔融还原工艺的关系及对高炉冶炼的影响。