细磨海砂矿烧结特性及其对烧结矿质量影响机理

通过细磨海砂矿研究其粒级分布、微观结构和烧结高温特性的变化,结合烧结杯试验、扫描电镜能谱分析等研究方法考察海砂矿粒级分布对烧结矿质量的作用机理.经细磨后海砂矿颗粒不规则程度增大,制粒性能得到改善.随着海砂矿粒度变细,其烧结高温特性呈现出与普通铁矿粉相反规律,其中海砂矿3(细磨25 min的海砂矿)与海砂矿1(未经细磨的海砂矿)相比,同化温度升高21℃,1280℃时液相流动性指数减小0.35,细磨后海砂矿与CaO反应生成钙钛矿增多,阻碍同化反应进行,生成的液相黏度增大.配加8%海砂矿3的烧结矿与配加相同比例海砂矿1相比,还原性提高3.8%,细磨后海砂矿在混合料中分布更加均匀,造成烧结矿中含钛物相质点增多,还原中产生众多微细裂纹,利于还原气体扩散.     

海砂矿球磨微观解离与细粒级磁选受力分析

为拓宽铁矿石来源,提高海砂品位以应用于长流程炼铁系统,对一种印尼海砂矿进行了球磨磁选实验,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及激光粒度分析(LPSA)等方法,研究了其在不同球磨阶段的微观解离特点、粒度与磁感应强度对精矿品位与回收率的影响以及细粒级下磁选过程中的受力机理.结果表明:球磨至一定阶段后,矿石粒度已较小,连生体基本以包裹体形式存在,很难继续解离,故此时继续降低矿石粒度对精矿品位的提升意义不大;另外,当矿石较细时,水阻力将成为磁选过程中的主要作用力,细粒级矿粒将不能到达磁鼓表面,故此时精矿回收率较低.     

镁铝比对高炉渣脱硫能力的影响

利用双层石墨坩埚,模拟铁液滴下穿过炉渣的过程,主要研究渣中Mg O,Al2O3质量分数对炉渣硫质量分数的影响,探索镁铝比与高炉渣硫质量分数的关系.结果表明渣中Mg O质量分数由6%提高到12%时,炉渣脱硫能力逐渐提高,由12%提高到14%,脱硫能力逐渐降低;渣中Al2O3质量分数由9%提高到15%时,炉渣脱硫能力逐渐降低,但降低幅度较小,当Al2O3质量分数由15%提高到17%时,炉渣脱硫能力大大降低;Mg O质量分数小于12%,Al2O3质量分数小于15%,提高炉渣镁铝比可以显著提高炉渣脱硫能力.     

钢铁厂含铁尘泥球团自还原实验研究

以高炉工序的重力除尘灰和转炉工序的转炉污泥作为主要原料,配加一定量的还原剂、黏结剂和水制成冷固结球团,在高温下进行含铁尘泥球团自还原实验.结果表明,将重力除尘灰和转炉污泥混合制成自还原冷固结球团,不仅可弥补单种物料成球性能的不足,还可实现含铁尘泥球团的自还原,充分利用尘泥中的Fe,C和Ca O等资源;含铁尘泥球团的金属化率和脱锌率都随反应温度的升高而逐渐增大,1 300℃时,球团金属化率和脱锌率可分别达到91.35%和99.25%;随着反应时间的延长,球团的金属化率和脱锌率也逐渐增大,且在反应开始5 min内即可分别达到50.68%和75.82%;含铁尘泥球团的金属化率和脱锌率随着配碳量的增加而呈现先增大后减小的趋势,变化幅度较小.     

高炉高比例球团冶炼技术发展和实践

为了推进高炉高比例球团的发展和研究,总结了近年来国内外高比例球团生产实践的最新成果.首先汇总了欧美高炉炉料结构及指标情况,分析了欧美高比例球团冶炼在高炉利用系数、焦比、渣比等方面的优势.其次,对国内首钢京唐、唐钢不锈钢、宝钢湛江等企业的生产实践进行了总结,对比分析了不同钢铁企业球团性能指标及高炉冶炼指标.根据国内外各企业大球比冶炼中的操作制度实践,对高炉冶炼过程装料制度、送风制度、造渣制度及炉型设计等进行了深入分析和研究,给出了基于高比例球团冶炼的操作制度建议.最后,对我国未来发展高炉大比例球团冶炼技术的发展进行了展望和总结.     

编者按:《氢冶金专刊》

双碳战略正在推动传统冶金行业进行转型升级,冶金行业的高质量和低碳化改革势在必行。氢气作为21世纪的清洁能源,其具有从源头上实现低碳冶金的潜力,目前全球冶金工业已经将“氢冶金”作为未来发展的目标。近年来,以钢铁为代表的传统冶金工艺在富氢冶炼以及氢冶金新工艺方面均得到了快速发展,标志着冶金工业在低碳转型的道路上正在飞速前进。为庆祝北京科技大学成立70周年和加快冶金行业在低碳发展方向的脚步,《矿物冶金与材料学报（英文版）》期刊特此出版“氢冶金”专刊。来自包括德国马普所、日本九州大学在内的世界顶尖大学或研究院所的专家学者受邀分享了他们在“氢冶金”研究方面的进展和展望。专刊共收录了12篇论文,包括1篇等离子氢冶金综述及11篇研究论文。所有论文主要围绕传统炼铁流程富氢冶炼、氢基直接还原炼铁以及等离子氢冶金三个方向。其中,包括高炉富氢冶炼后铁矿石和焦炭的行为变化研究、流化床富氢冶炼物理化学研究、富氢直接还原过程球团矿的还原机理研究以及等离子氢冶金新工艺在铁冶炼中的应用。专刊收录论文覆盖范围全面,从传统冶金工艺的创新到富氢冶金新工艺的开发,涉及了目前氢冶金方面较为热点的研究方向。本专刊客座主编希望通过本期论文,为从事“氢冶金”研究方向的学者们提供一个全面交流的机会,以促进“氢冶金”工艺及技术的发展,早日完成碳中和的伟大目标。我们衷心感谢所有作者和审稿人对本期专刊的奉献和大力支持。     

高炉炉缸凝铁层物相分析

在高炉炉缸破损调研的基础上对高炉炉缸耐火材料热面凝铁层进行取样,利用扫描电子显微镜、物相分析等分析手段揭示了凝铁层的物相组成,并运用Thermol-calc热力学计算软件结合TCFE8数据库对铁水中石墨碳的析出温度及析出相分数进行了计算,最后揭示了炉缸凝铁层物相的形成机理.结果表明,高炉炉缸凝铁层主要由Fe相和石墨碳相交替分布组成,铁水成分对石墨碳析出温度影响较大,石墨碳析出温度远高于铁水凝固温度,铁水中C、Si元素含量对石墨碳析出相分数影响较大,而石墨碳析出相可增大铁水黏度11.9%.凝铁层中石墨碳的析出主要是由于Fe-耐火材料界面温度低于石墨碳析出温度,使得铁水中C不断向耐火材料热面迁移,进而形成Fe-C交替的分层结构.     

基于硫平衡计算的低硫烧结原料控制标准

首先根据首钢京唐钢铁公司烧结生产数据进行系统的硫平衡计算,分析各种烧结原料对废气中SO2排放量的影响权重,并在此基础上作合理假设,结合国家标准对于不同烧结机SO2排放量的统一计量方法,推导出烧结原料硫含量与SO2排放量判定指标的关系式,建立低硫烧结原料控制标准.首钢京唐钢铁公司烧结生产若要满足500mg.m-3的SO2质量浓度限值,需要将混合料中硫的质量分数降至0.032%以下;若要满足200 mg.m-3的SO2质量浓度限值,需要将混合料硫的质量分数降至0.013%以下,而这在当前的原料条件下是难以实现的.     

MgO对含钛烧结矿矿相结构及软熔滴落性能的影响

为了深入探究MgO对烧结矿矿物组成及冶金性能的影响,采用扫描电子显微镜和荷重软化熔滴设备研究了MgO对含钛烧结矿矿相结构与软熔滴落性能影响.实验结果表明,随着烧结料中MgO质量分数从2.04％增加到3.96％,烧结过程液相生成量逐渐减少,烧结矿中的赤铁矿和铁酸钙等含量都有不同程度的降低,赤铁矿质量分数从13.57％降低到9.99％,铁酸钙的质量分数由38.7％降低到30.17％,磁铁矿、硅酸盐和烧结矿中的孔洞逐步增加.因此,增加烧结矿中MgO会降低烧结矿中液相生成量,不利于烧结矿转鼓强度和还原性的提高.高碱度含钛烧结矿中的镁主要分布于烧结矿中复合铁酸钙相中,进一步提高烧结矿中镁的质量分数,烧结矿的磁铁矿相比例将增加,有一部分镁固溶于磁铁矿中;在高镁烧结矿中,也会形成一定量的橄榄石,其中固溶有少量镁、钛等元素.随着烧结矿中MgO质量分数的增加,开始软化温度逐渐升高,试样软化开始温度均在1120℃以上,软化温度区间△tA随着MgO含量的升高而逐渐变宽.     

海砂矿深度还原-磁选分离实验研究

应用化学分析、扫描电镜观察和X射线衍射分析方法研究海砂矿的基础物性. 采用煤基深度还原-磁选工艺,系统考察矿粉中Fe和Ti的还原分离行为,并明确还原温度、还原时间、碳氧比、磁感应强度和磨矿粒度对还原磁选效果的影响规律. 结果表明:海砂矿主要由钛磁铁矿和钛赤铁矿组成;较优的还原分离工艺参数为还原温度1300℃、还原时间30 min、碳氧摩尔比1. 1、磁感应强度50 mT和磨矿细度-0. 074 mm质量分数86. 34%. 在此工艺条件下,可以获得金属化率94. 23%的还原产物,磁选指标分别达到精矿铁品位97. 19%和尾矿钛品位57. 94%,对应的铁、钛回收率为90. 28%和87. 22%,有效地实现海砂矿中铁钛元素的分离富集.