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％．     

烧结混合料适宜制粒水分的预测

水分是影响铁矿混合料制粒、烧结的重要因素.研究结果表明,随着制粒水分增加,制粒后混合料中细粒级颗粒含量减少,平均粒径增大,透气性迅速提高但随后增幅放缓或有所下降.透气性增幅达到缓和的水分点可作为适宜制粒水分的判据,且烧结速度在适宜制粒水分时达到最大值.通过筛分分级的方法将混合料分成-0.5 mm的黏附粉和+0.5 mm的核颗粒,并检测核颗粒的比例X+0.5,通过饱和吸水法检测黏附粉的最大毛细水量Wp,通过离心法检测核颗粒的持水量Wc,另外根据数学模型W=X+0.5.Wc+0.72(1-X+0.5).Wp预测适宜的制粒水分.适宜制粒水分绝对误差为±0.3%的情况下预测准确率可达93.3%,能满足混合料适宜制粒水分预测对精度的要求.     

铁矿烧结中铁酸钙形成的影响因素

应用压团、焙烧方法，结合矿相分析，研究燃料配比、焙烧时间、焙烧温度、铁矿化学成分和铁矿粒度等因素对铁酸钙形成的影响。研究结果表明：随着燃料配比增加、焙烧时间延长及焙烧温度升高，各铁矿与氧化钙生成铁酸钙的量先增大后减小；适宜的燃料配比为0．5％，焙烧时间为13min，焙烧温度为1250～1280℃；当铁矿粒度较大时，SiO2含量越高，生成铁酸钙的量越多；当铁矿粒度较小时，SiO2含量越高，生成铁酸钙的量就越少；粒度范围越宽的铁矿，生成铁酸钙的量越多。     

铬铁矿球团焙烧固结特性

本文系统研究铬铁矿球团的焙烧固结特性.结果表明：预热时间对于预热球强度影响不大,在预热时间为10 min时,随着预热温度的提高,预热球强度和氧化率呈直线型增加,适宜温度为1050益,此时预热球强度可达每个400 N以上;与传统铁矿球团相比,铬铁矿球团焙烧所需的温度高,焙烧时间为10 min时,焙烧温度从1250益提高到1350益,球团强度从每个1078 N提高到1973 N.在铬铁矿球团预热和焙烧过程中,铬尖晶石( Fe,Mg)( Cr,Fe,Al)2 O4氧化生成富镁的( Fe,Mg)( Cr, Fe,Al)2O4和铬铁铝复合氧化物(Cr,Fe,Al)2O3,当温度高于1000益时,(Cr,Fe,Al)2O3新相生成,其主要以环状分布在颗粒外层,颗粒内部为针状与(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)2O4形成交织结构,降低Cr/Fe比或升高焙烧温度均有助于(Cr,Fe,Al)2O3向颗粒外层富集和再结晶长大,有利于球团的固结,提高球团强度.     

基于传热的烧结料层温度分布模型

通过分析烧结过程传热机理,结合烧结过程的物理、化学变化特征,将烧结料层分烧结矿带、燃烧带、干燥预热带和湿料带分别建立传热控制方程。采用宝钢烧结厂现场生产参数进行求解,得到生产稳定条件下的料层温度分布,根据温度分布规律,绘制出料层各带分布图形。研究结果表明：在正常条件下,湿料带在烧结机纵向长度约70％处消失,干燥预热带在烧结机纵向长度80％-90％处消失;干燥预热带的厚度变化呈现薄-厚-薄的趋势,在纵向40％-50％处达到最大,占整个料层的18％;燃烧带的厚度总体上呈逐渐变厚的趋势,但在纵向中部略变薄,最厚时达到整个料层高度的9％;高配比褐铁矿烧结过程与以磁铁矿或赤铁矿为主的烧结过程相比,呈现出如下新特性：干燥预热带对烧结过程的影响减弱;烧结过程透气性主要决定于燃烧带和湿料带的厚度。     

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.     

MgO对高碱度烧结矿强度的影响及机理

研究MgO质量分数的提高对高碱度烧结矿转鼓强度的影响规律并揭示其作用机理。结果表明:当碱度为2.0的烧结矿MgO质量分数从1.15%提高到3.5%时,转鼓强度从71.33%降低到61.13%;随着MgO质量分数的增大,液相生成温度提高,液相量减少,MgO质量分数太高将造成烧结矿液相量不足;Mg2+主要固溶在磁铁矿中,Mg2+进入磁铁矿晶格,提高磁铁矿的稳定性,不利于磁铁矿氧化,使得烧结矿中磁铁矿质量分数增大,且针状铁酸钙黏结相质量分数减少;烧结液相量较少以及具有良好强度的针状铁酸钙质量分数降低是MgO降低烧结矿强度的主要原因;白云石的成矿能力比石灰石的弱,随着白云石用量增大,熔剂与铁矿石之间的反应能力下降,因此,烧结矿转鼓强度降低。     

烧结优化配矿模型的设计与软件开发

针对铁矿石烧结配矿的特点,提出2种获得合适配矿方案的方法;应用BP神经网络技术和遗传优化技术分别建立烧结矿质量模拟模型和烧结寻优配矿模型;采用Visual C++6.0与Matlab混合编程的方式,开发烧结优化配矿模型的系统软件.研究结果表明:烧结矿质量模拟模型具有良好的泛化能力和自适应能力,并且预报准确率较高,转鼓强度预报命中率为90%,抗磨强度为86.67%,筛分指数为83.33%;采用烧结寻优配矿模型得到的优化配矿方案既可满足铁矿石供应情况,又可保证烧结矿的质量指标,优化效果明显,烧结优化配矿模型的系统软件实用性强,具有强大的存储、计算、预报和优化等功能.     

有机粘结剂氧化球团固结特性及强化措施

研究有机粘结剂球团和膨润土球团的矿相结构、矿物组成,并比较这2种粘结剂在成球过程中的作用机理.认为有机粘结剂球团比膨润土球团固结强度低的原因主要有2个:一是与膨润土球团相比,有机粘结剂球团中颗粒接触不够紧密、球团孔隙率高,二是起粘结作用的低熔点物质含量少.通过磨矿降低铁精矿原料粒度,采用润磨工艺,可增大有机粘结剂球团颗粒之间的接触,在950℃预热10 min以及在1250℃焙烧10 min的条件下,使有机粘结剂球团的预热球强度从159 N/个提高到488 N/个,焙烧球强度从1 405 N/个提高到2 534 N/个;另外,添加1.25%的石灰石有利于球团中低熔点物质的生成,在1 010℃预热10 min以及在1 250℃焙烧10 min的条件下,可以使有机粘结剂球团的预热球强度从245 N/个提高到426 N/个,焙烧球强度从1 477 N/个提高到3 051 N/个.