Al_2O_3/SiO_2对烧结矿冶金性能的影响

针对目前首钢水城钢铁（集团）有限责任公司高炉入炉烧结矿Al2O3／SiO2质量比值变化波动大的问题，通过实验室烧结矿试验和烧结矿冶金性能测试方法，研究了Al2O3／SiO2质量比值对烧结矿冷强度性能、还原性能和低温粉化性能的影响，以及与烧结矿中FeO含量的关系。结果表明：Al2O3／SiO2对烧结矿冷强度影响明显。当Al2O3／SiO2在质量比值0．3～0．35时，烧结矿的冷强度较好，可达84％；当Al2O3／SiO2质量比值大于0．35后，冷强度随Al2O3／SiO2的升高而显著下降，碱度为2．0，燃料配为6．5％；当Al2O3／SiO2质量比值为0．35时，烧结矿还原指数达92％，还原粉化RDI＋3.15，为67％；当Al2O3／SiO2质量比值在0．25～0．45间变化时，烧结矿中FeO的含量并没有出现有规律的变化，只是在8％～10％间波动。

烧结中使用钢渣磁选尾渣替代部分烧结熔剂的实验研究

通过化学分析、X线衍射分析、光学显微分析等方法对钢渣磁选后剩余尾渣进行基础特性分析,并将其按照质量分数0,2.5%,5.0%和10.0%的比例分别配入烧结原料中,研究其代替部分烧结熔剂对烧结矿显微结构、质量及冶金性能的影响。研究结果表明:当烧结原料中尾渣配入量小于5.0%时,随着尾渣配入量的增加,烧结矿中铁酸钙含量增加,烧结矿的成品率、落下强度及转鼓强度均逐渐增大,之后均开始降低,而垂直烧结速度及烧结利用系数则一直逐渐降低。烧结矿的还原度及低温还原粉化性能随着尾渣配入量得到改善,但当尾渣配入量大于5.0%时开始下降。尾渣的配入会提高烧结矿的自由流动及完全熔化温度,扩大软熔区间,使得烧结矿软熔性能变差。

MgO/Al_2O_3比值对高炉炉渣流动性和结构的影响

针对高炉炉渣中Al2O3的含量偏高会导致炉渣黏度增大、流动性变差等问题,通过黏度测试实验,研究了在高Al2O3含量条件下不同Mg O/Al2O3比值对炉渣熔化性温度和黏度的影响。利用傅里叶红外光谱仪(FITR)研究了不同Mg O/Al2O3比值对炉渣结构的影响。结果表明:炉渣的熔化性温度与Mg O/Al2O3比值呈线性相关,且满足Mg O/Al2O3比值每增加0.1熔化性温度降低约7.8℃的关系。此外,随着Mg O/Al2O3比值的增加,炉渣的黏度减小,且测试温度愈低,炉渣黏度的减小趋势愈明显。通过FITR分析可知,这是由于随着Mg O/Al2O3比值的增大,炉渣中自由氧离子(O2-)的数目也逐渐增加,这些自由氧离子与硅酸盐的桥氧(O0)相互作用,使得炉渣中复杂的Si-O结构逐渐解聚,从而造成炉渣黏度减小。

化学链燃烧过程中铁基烧结返矿载氧体反应活性及结构研究

使用流化床,以95%的甲烷作为还原性气氛,以烧结过程中烧结返矿作为载氧体,研究其在化学链燃烧过程中的反应活性以及烧结返矿在氧化还原循环中的结构特征。对烧结矿原料、还原后以及氧化再生的烧结矿进行形貌结构及物性表征。结果表明,在初始氧化循环过程中,烧结返矿的载氧能力和反应活性有显著的提高;前25个循环过程中,烧结返矿的比表面积显著增大,比表面积的增大是提高烧结返矿反应活性的主要原因之一。随着循环的进行,烧结返矿表面出现裂纹并逐渐加大。Raman检测结果显示,在还原过程中有新的铁晶型,纤铁矿(γ-Fe OOH)生成,而纤铁矿(γ-Fe OOH)的生成将降低烧结返矿的载氧能力。氧化循环过程中,采用甲烷作为还原性气体,并未发现有碳沉积现象的产生。

半干法烧结烟气脱硫灰的氧化改性

半干法烧结烟气脱硫灰中含有大量CaSO_3,而CaSO_3对于脱硫灰的稳定性具有重要影响,限制了脱硫灰的处理和综合利用。为了解决该问题,采用低温静态氧化改性实验和高温动态焙烧改性实验,在掺加和不掺加催化剂条件下,对含CaSO_3的脱硫灰进行了氧化改性研究,并结合热重实验考察了半干法烧结烟气脱硫灰中CaSO_3的高温动态氧化改性效果。结果表明,在低温为45、75和90℃时,掺入不同催化剂对半干法烧结烟气脱硫灰中CaSO_3进行氧化改性2 h,效果依次为：MnO_2〉Fe_2O_3〉不掺催化剂〉V_2O_5,且CaSO_3的氧化率均低于2.2%;在不掺催化剂的条件下,在350℃以上焙烧30~60 min,CaSO_3的氧化率均可达到85%以上。结合热重分析结果发现,选择合适的焙烧温度和时间对提高CaSO_3的氧化率有重要作用。

松木焦与无烟煤混燃特性及反应动力学

利用非等温热重法研究了松木焦、高炉喷吹用无烟煤及不同比例松木焦和煤粉混合试样的燃烧特性,对不同比例松木焦混合试样着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性指数等燃烧特征参数进行了研究。并利用Coats-Redfern模型对混料主要燃烧过程进行动力学特性研究和燃烧限制性环节分析。结果表明,松木焦的加入对无烟煤的燃烧产生明显的促进作用。混料的燃烧过程主要分为2个阶段,分别为挥发分析出燃烧和焦燃烧阶段。当松木焦的质量分数由30%增至80%时,混料主要燃烧过程的2个阶段平均表观活化能分别由50.77kJ/mol降至47.27kJ/mol和74.45kJ/mol降至23.30kJ/mol。这2个阶段分别为一级化学反应控制和扩散动力学控制。

添加垃圾焚烧飞灰对烧结矿冶金性能的影响

焚烧已经成为处理城市生活垃圾的一种主要方法,而焚烧后所产生的垃圾飞灰由于其含有大量的有害物质,处理较为困难。为了探究冶金烧结法处理垃圾焚烧飞灰的可行性,将添加3%垃圾飞灰的冷固小球与其他矿石原料混合,进行烧结实验,并对添加垃圾焚烧飞灰后烧结矿的冶金性能进行了研究。实验结果表明,与基准样相比,烧结矿添加垃圾焚烧飞灰后其转鼓强度平均提高了9.51%,抗磨指数平均提高了9.47%,而其落下强度平均降低了3.79%。少量添加垃圾焚烧飞灰使得烧结矿的还原性提高了3.29%,而软融性和低温还原粉化性略微有所下降。总体来说,垃圾焚烧飞灰的添加并没有恶化烧结矿的冶金性能,且不影响后续冶炼工作的进行。