酒钢本部高炉炉料冶金性能试验及研究

酒钢本部高炉后续将长期面临70%以上烧结矿配比,降低碱度控制标准将造成烧结矿冶金性能下降,通过开展对综合炉料结构冶金性能研究,寻找不同炉料搭配使用时冶金性能的变化规律,为合理高炉炉料结构提供技术支撑。

不同燃料外配比例烧结杯试验及烧结矿冶金性能试验

本文针对酒钢烧结生产中存在的问题,系统研究了不同燃料外配比例对烧结垂直烧结速度、成品率、利用系数、烧结时间、转鼓强度及烧结矿冶金性能等指标的影响。试验结果表明:随着燃料外配比例的增加,烧结利用系数呈先提高后降低的趋势,综合考虑最佳的燃料外配比例为60%;随着燃料外配比例的增加,烧结矿低温还原粉化率RDI_(+3.15mm)、烧结矿900℃还原度、烧结矿软化熔滴性能均变化不大,基本持平。

焦炭反应性对块矿高炉冶金性能的影响研究

研究焦炭反应性对块矿在高炉中的熔滴性能和滴落物质量等冶金性能的影响,可全面解析不同反应性的焦炭在高炉内的实际劣化情况,为完善焦炭综合评价指标体系提供技术支撑。通过铁矿石荷重还原滴落性能实验检测装置,在CO_(2)/N_(2)体积分数比为30%∶70%条件下,研究5种不同热态反应性的焦炭以及混装焦炭对高炉操作和滴落物质量的影响。研究结果表明:焦炭反应性从22.0%升至50.2%,软化温度逐渐减小,软熔带增厚;当焦炭反应性小于35%时,随着反应性的增加则压差陡升温度降低、透气性变差,同时滴落物中会逐渐出现难还原的Fe2SiO_(4)和未彻底还原的FeO,滴落物中焦粉含量也逐渐增加;当焦炭反应性大于35%时,随着反应性的增加则压差陡升温度升高,透气性得到改善,难还原的Fe_(2)SiO_(4)和未彻底还原的FeO逐渐减少,滴落物中焦粉含量也逐渐减少。按一定比例搭配的混装焦炭在减小软熔带厚度、改善透气性、减少滴落物中焦粉含量等方面优于单一热态性质的焦炭。

TiO_(2)含量对熔剂性球团冶金性能及矿相结构的影响

为促进低硅含钛铁精粉在球团焙烧—高炉炼铁流程中的高效利用,本文以带式焙烧机球团生产线生产的熔剂性球团为试验对象,基于不同TiO_(2)含量球团特性条件,探索熔剂性球团的适宜钛含量,重点研究不同TiO_(2)含量条件下的熔剂性球团冶金性能和微观结构的变化。结果表明:当TiO_(2)质量分数超过1.0%时,熔剂性球团抗压强度出现降低趋势,从2 772 N/P降低至2 530 N/P;1 h还原度从62.9%提高至66.9%;还原膨胀指数稳定在9%以内;低温还原粉化率出现明显降低,>6.3 mm值从89.3%降低为78.9%,>3.15 mm值从94.9%降低为88.7%,<0.05 mm值从4.2%提高至6.4%。在矿相结构方面,固相比例保持稳定,气孔率从30.29%提高至36.4%,且大气孔的数量显著增大,球体表面的致密度降低,液相比从22.72%降低至15.66%。因此,为保证熔剂性球团具备良好的冶金性能和矿相结构,其TiO_(2)质量分数不宜超过1.0%。

粒度对熔剂性球团冶金性能及矿相结构的影响

为提高熔剂性球团质量,解析不同粒度条件下球团性能的变化规律,本文以唐钢新区带式焙烧机球团生产线为研究对象,通过投笼造球试验和冶金性能检测等方式,分别对8.0~10.0、10.0~12.5、12.5~16.0、16.0~20.0 mm 4种粒度条件下球团冶金性能和矿相结构进行研究。结果表明:随着熔剂性球团粒度的逐渐提高,球团抗压强度从1767 N/P提高至3606 N/P,1 h还原度从78.5%降低至47.8%,还原膨胀指数略有降低,整体维持在12%以下,低温还原粉化指数(>6.3 mm)从87.8%降低至66.5%,低温还原粉化指数(>3.15 mm)从95%降低至87.2%,低温还原粉化指数(<0.5 mm)变化幅度较小,约为4%;随着熔剂性球团粒度的逐渐提高,气孔率降低,从38.93%降低为31.4%,液相率略有降低,固相比例显著提高,从41.05%提高至58.41%,致密度提高但液相率降低可能使得原本存在的链接状态失去效果,侧面减弱了熔剂性球团的低温还原粉化性能。因此,在熔剂性球团生产过程中应控制合适的球团粒度,改善熔剂性球团性能和微观结构,以便有利于高炉提产顺行。

铁矿粉SiO_(2)和FeO含量对球团矿预热焙烧及冶金性能的影响

为了解铁矿粉不同SiO_(2)及FeO含量对球团矿预热及焙烧球抗压强度和冶金性能的影响,对比了铁矿粉SiO_(2)含量由3.3%提高到8.8%,以及FeO含量由7%提高到14.6%后,球团矿在1020~1160℃及1200~1280℃分别进行预热和焙烧时,其预热及焙烧球抗压强度以及成品球冶金性能的变化。试验结果表明:提高球团矿SiO_(2)含量,有利于预热球抗压强度的提高,但SiO_(2)含量超过6.8%后,预热球抗压强度反而有下降趋势;适当提高球团矿SiO_(2)含量,焙烧球抗压强度有提高的趋势,但SiO_(2)含量超过5.2%后,焙烧球抗压强度反而有下降的趋势;提高FeO含量,有利于预热球抗压强度的提高,但焙烧球抗压强度没有明显的变化;提高球团矿SiO_(2)含量,球团矿还原膨胀率可以改善,但还原度及软化性能有变差的趋势。

烧结矿转鼓强度和冶金性能研究

随着钢铁行业“绿色低碳、高质量发展”政策的落地实施,高炉不仅要求烧结矿具有良好的物化性能,还要求具有良好的热态冶金性能。针对目前高炉过于强调烧结矿转鼓强度和低温还原粉化指标RDI+3.15,而忽视了还原度RI的片面要求,通过研究烧结成矿机理、矿物组成特性、黏结相系特征和形成条件,分析了FeO、碱度R、脉石成分等关键化学成分和不同铁矿粉烧结对转鼓强度及冶金性能的影响,得出了适宜的FeO含量、碱度R、MgO含量、Al 2O_(3)含量、铝硅比。同时兼顾转鼓强度、还原度RI、低温还原粉化指标RDI+3.15和软熔性能,提出了改善烧结矿转鼓强度和冶金性能的技术措施,为高炉冶炼提供综合指标优良的烧结矿。

烧结时间对高碱度烧结矿冶金性能的影响研究

高碱度烧结矿因具有良好的粉化还原率以及软熔性能而被用于高炉冶炼,但其含有的铁酸钙含量和不同形态会对烧结矿的质量和性能产生较大影响。文章研究了烧结时间对烧结矿中铁酸钙含量和形态的影响,以及铁酸钙含量及形态对烧结矿低温粉化性能以及还原性的影响。随着烧结时间的增加,烧结矿中抗压强度较高的针状铁酸钙含量逐渐降低,从而导致烧结矿力学性能逐渐下降。烧结过程中赤铁矿逐渐转变为磁铁矿,内应力有所升高,导致烧结矿更容易粉化和破碎。

某公司高炉常用喷吹煤冶金性能分析

向高炉喷吹煤粉成为钢铁行业共识,但筛选出最适合高炉喷吹用的煤粉对高炉低碳高效冶炼至关重要。通过对某公司常用喷吹煤资源的冶金性能进行了系统性的实验研究和分析,揭示了其常用喷吹煤资源冶金性能特点,并从冶金性能角度提出了对各煤种的使用建议。

美国铁精矿配比对球团冶金性能及微观显微结构的影响

随着我国钢铁工业向集约大型化、低碳排放转型,对高炉炼铁炉料的要求不断提高。球团因高效能、低能耗及环保等优势,需求量逐渐增加。然而,国内铁矿石资源的劣势促使采用进口铁精矿制备高质量球团成为主流趋势。美国铁精矿作为新进口矿粉,虽品位低但碱性氧化物含量高,通过配加美国铁精矿粉可以改变制备球团铁矿粉的物理和冶金性能,达到提高球团冶金性能的目的。通过球团配矿实验、还原性实验、还原膨胀率实验及矿相显微镜分析,研究了不同美国铁精矿粉的配比对球团冶金性能及微观显微结构的影响,以优化配矿粉的结构、提升生球与成品球的性能。结果表明,配加美国铁精矿粉,对造球工序影响较大。随着美国铁精矿粉配比(质量分数)从0%增加至35%,造球返球率和球盘频率增大;当美国铁精矿配比为20%时,成品球团的综合质量最佳,冶金性能和抗压强度均满足高炉生产需求。随着美国铁精粉配比增加,成品球团中赤铁矿结晶发育程度逐渐降低,而镁铁矿和铁酸钙生成量逐渐增加,宏观表现为成品球团的抗压强度降低,但冶金性能得以改善。本研究为合理利用美国铁精矿粉,以及降低造球粘结剂的用量、确保生球和成品球的强度、改善球团的还原性能提供了理论依据和技术支持,有利于提升我国钢铁工业的低碳环保水平,推动行业的可持续发展。

高炉渣的冶金性能及造渣制度

针对唐钢高炉大量采用高品位、低SiO2含量、高Al2O3含量的外矿的特点,研究了在新的配矿结构下,炉渣碱度(CaO/SiO2)、MgO含量和Al2O3含量对唐钢高炉炉渣的粘度、熔化性温度、脱硫能力的影响。唐钢高炉合理的造渣制度为:保持炉渣温度稳定,碱度控制在1.10左右,MgO的质量分数控制在11%左右,通过合理配煤,适当使用部分冀东矿的方法尽量降低炉渣的Al2O3含量。

几种高炉炉料冶金性能的对比研究

系统研究了我国炼铁生产中几种常用炉料的高温冶金性能。结果表明:孔隙率发达的高碱度烧结矿的还原度最高,其次是进口球团矿和进口块矿,国内球团矿的还原度最低;但进口球团矿和进口块矿的低温还原粉化指数高于高碱度烧结矿;无论国内还是进口球团矿,其软化开始温度、矿石熔滴温度,均低于高碱度烧结矿,但其矿石软化温度区间、矿石软熔温度区间均比高碱度烧结矿要窄;南非块矿的最大压差最大,高达5.669 kPa;在各种炉料中,虽然钒钛块矿的还原度最低,但低温还原粉化指数最高,其软熔区间最窄,是一种合适的护炉炉料。

碱度及MgO质量分数对球团焙烧及冶金性能的影响

为了改善球团性能及降低COREX能耗,在球团制备过程中加入熔剂。通过调节球团碱度（0.8～2.2）及MgO质量分数（0.5%～2.5%）,研究球团焙烧行为及其冶金性能。结果表明：当MgO质量分数为0.25%～1.50%时,随着碱度从0.8提高到1.2,焙烧球团抗压强度升高,达到最大值;随后碱度（1.6～2.2）增加,焙烧球团抗压强度下降;当球团中MgO质量分数升高到2.5%时,焙烧球团抗压强度随着碱度（0.8～2.2）升高而急剧下降;当碱度（0.8～2.2）固定时,随着MgO质量分数增加,球团抗压强度呈下降趋势。同时提高碱度和MgO质量分数可改善球团冶金性能;制备的含镁熔剂性球团（w（MgO）=0.25%～2.5%,碱度R=0.8～1.6）荷重还原度均在79%以上,还原膨胀率低于15%,低温还原粉化指数RDI_-3.15 mm大部分低于5%,软化温度〉940℃,熔化温度〉1 260℃,为优良的COREX入炉炉料。

中钛型高炉渣的冶金性能

采用了混料回归设计和单成分设计方法 ,系统地研究了中钛型高炉渣 (TiO2 5%～ 1 5%)的粘度、熔化性温度等方面的冶金性能。

不同类型含钛高炉渣主要冶金性能及物相

根据渣中TiO_2及Al_2O_3质量分数不同对高炉渣进行划分,以钒钛磁铁矿现场高炉渣为基准,采用纯化学试剂配制渣样,在中性气氛下对比研究低、中、高钛型钒钛矿高炉渣及低、中、高铝型钒钛矿高炉渣主要冶金性能。同时,运用XRD物相分析及Factsage 6.4热力学软件对各渣系主要组成物相及其变化进行分析。研究结果表明:低、中、高钛渣熔化性温度逐渐增大,初始黏度和高温黏度降低,渣系热稳定性和化学稳定性先变好后变差,渣中黄长石相骤减,辉石、钙钛矿相数量增多。低、中、高铝渣熔化性温度、初始黏度和高温黏度升高,渣系热稳定性和化学稳定性变差,渣中镁铝尖晶石等高熔点物相数量增多。

改善低硅烧结矿冶金性能的研究及实践

为了改善低硅烧结矿的冶金性能 ,作者从烧结矿的显微结构和矿物组成出发 ,研究了SiO2 含量与烧结矿低温还原粉化性能之间的关系 ,以及烧结矿碱度、MgO含量、配碳量、添加硼酸和喷洒CaCl2 溶液等对低硅烧结矿冶金性能的影响。利用这些试验结果来指导宣钢烧结生产 ,结果使SiO2 含量为 4 0 %的烧结矿的冶金性能达到了入炉要求。

MgO含量和来源对球团焙烧特性及冶金性能的影响

分别以5种不同的含镁添加剂(高镁磁铁矿、镁橄榄石、白云石、菱镁石和氧化镁粉)制备镁质球团,阐述MgO含量和来源对磁铁矿球团焙烧特性及冶金性能的影响.研究结果表明:不同的含镁添加剂对于生球的落下强度有着一定影响,其中氧化镁粉与高镁磁铁矿均能够提高球团的落下强度.相同的预热焙烧制度下,提高MgO含量会增加球团孔隙率,降低预热和焙烧球团的抗压强度,其中白云石对焙烧球团强度的不利影响最小.增加预热球团的氧化度有利于促进镁质焙烧球团固结,提高其抗压强度.在MgO来源相同的情况下,MgO含量的增加会导致球团孔隙的增减,降低了球团强度,而配加不同种类的含镁添加剂,均能不同程度改善球团的还原膨胀性、低温还原粉化性和还原性,其中配加高镁磁铁矿的球团的还原膨胀性和低温还原粉化性均优于于其他含镁球团.

钒钛铁精矿配比对钒钛烧结矿冶金性能的影响

就提高钒钛铁精矿配比对攀钢钒钛烧结矿冶金性能的影响进行了研究。结果表明:钒钛铁精矿配比从46%提高到52%,钒钛烧结矿的FeO含量升高,低温还原粉化率降低,中温还原度降低,软化开始、压差陡升和滴落温度均升高,最大压差升高。本结果可为钒钛铁精矿烧结合理配矿提供指导。

海砂配比对承钢钒钛烧结矿冶金性能的影响

研究了新西兰海砂配比对承钢钒钛磁铁矿烧结过程及烧结矿冶金性能的影响。结果表明,适当增加海砂配比,垂直烧结速度、烧结利用系数均提高。烧结矿的粒度组成有所改善,机械强度和低温还原粉化性能变化不明显,荷重软化性能较好,矿相组成和结构比较复杂。综合考虑,海砂配比应控制在5%～10%。

MgO/Al_2O_3比对烧结矿矿物组成及冶金性能的影响

通过烧结杯试验,研究了MgO/Al2O3比对烧结矿矿物组成和冶金性能的影响.结果表明：当MgO/Al2O3比在1.06 ～1.22范围内时,烧结矿的矿物组成较好,且具有纤维状复合铁酸钙与磁铁矿交织熔蚀的微观结构.在此条件下,烧结矿的转鼓强度得到提高,还原性能和低温还原粉化性能得到改善.