烧结过程强化结晶的技术探讨及应用

烧结原料的表面能和晶格缺陷是烧结的驱动力,结晶的完善程度是影响烧结矿产、质量的关键因素。本文结合近年来湘钢烧结应用的新技术和生产实践,探讨使用活性生石灰、优化燃料粒度、应用低水超厚料层技术、实施热风烧结及合理风量分布改造等烧结过程强化结晶的措施,实现烧结矿产、质量双提高,并解决低硅低碱度烧结引起的产、质量指标下降的难题。

烧结循环利用含铁粉尘过程炉箅条防板结防腐蚀技术

针对湘钢在高含铁粉尘循环使用条件下,炉箅条出现板结和腐蚀的机理进行分析,发现炉箅条板结和腐蚀的主要原因包括烧结料层底部凝结水的促进作用、高碱金属氯化物微细粉尘的黏附作用以及炉箅条本身耐腐蚀性较差等。通过开发低水制粒技术、耦合蒸汽预热技术,以及新型防板结炉箅条等措施,炉箅条腐蚀和板结状况得以解决,为厚料层条件烧结的稳定生产和工艺持续改进提供了技术支持,同时还直接消化了大量的含铁粉尘,降低了生产成本。

钢铁烧结过程气体流场数值模拟与风量分布优化

在系统研究烧结料层各带的流动阻力特性的基础上,结合计算流体力学方法及化学反应动力学模型建立烧结过程气体流场数值模拟模型,计算得到烧结过程料层内的气体流场和气-固相温度场,并采用烧结杯试验进行验证。基于烧结过程数值模拟模型,分析降低烧结前期和后期风量、提高中期风量的优化分布方案对料层热状态的影响规律。研究结果表明:料层最高温度和烧结过程风量的计算相对误差分别小于4.0%和6.5%。采用优化的风量分布后,烧结前期料层热状态改善较为明显,料层最高温度提高约18℃,熔融带厚度增加了约11 mm,开始形成时间提前了约2 min,有利于上层物料形成更多的液相,并充分冷凝结晶;烧结中期风量的提高,弥补了前期风量降低对垂直烧结速度降低的不利影响;烧结后期料层的燃烧反应结束,熔融带逐渐变薄,风量降低使得料层最高温度有所下降,可避免下部料层因温度过高而出现过熔现象。采用风量分布优化方案后,有助于提高烧结成品率和转鼓强度,同时在不影响垂直烧结速度的前提下,每吨混合料的空气消耗量可降低约5.8%,有助于降低风机电耗、减少废气总排放量,提升流程绿色化水平。

湘钢360m^2烧结机工程的设计特点及生产实践

介绍了湘钢360m2烧结机工程(包括工艺、设备、自动控制和环保方面)的设计特点,及投产后半年多的生产运行情况。通过设备整改和工艺改进,快速实现了达产及生产的稳定运行。

铁矿烧结过程氯的反应行为及脱除规律

为查明Cl元素在烧结过程中的流向、物相转化规律和脱除特性,本文通过理论研究并结合烧结杯试验揭示Cl元素在烧结过程中的脱除行为及影响因素。研究结果表明:混合料中Cl元素主要由含铁尘泥带入,占比为84.93%;烧结过程中,Cl元素的脱除率高达89.99%,焦粉配比、碱度对Cl元素的脱除率影响较大,Cl脱除率随着焦粉配比提高而升高,随着碱度提高而降低;Cl元素脱除后主要富集在除尘灰及排空颗粒物中,其中有78.24%的Cl元素进入到了机头灰中;机头灰和排空气溶胶颗粒中Cl元素的富集现象较为明显,且主要以金属氯化物的形式存在。

烧结工艺优化的试验研究

针对湘钢采用高铁低硅烧结的特点,虽然提高了入炉烧结矿品位,但会使烧结矿强度、粒度、冶金性能等明显变差。采取添加蛇纹石的试验和生产,结果表明:烧结矿的SiO2含量略有提高,但改善了高铁低硅烧结矿中液相少、强度差的状况,使返矿率下降,固体燃耗量降低,烧结矿的还原性和软熔性能得到改善。针对湘钢高炉渣Al2O3含量高的实际情况,解决增加MgO会影响烧结矿强度的问题;工业试验表明:用轻烧白云石部分代替白云石对烧结矿的产量没有明显的影响,转鼓强度稍有提高,固体燃耗明显下降,高炉利用系数提高,焦比下降,炉渣流动性好。在降低烧结矿低温还原粉化率方面,喷洒约3%CaCl2溶液是非常有效的。

综合利用转炉泥的研究及实践

通过试验研究了在烧结过程中加入转炉尘泥对生产的影响 ,并在实践中摸索出了湿法和干法利用转炉尘泥的有效途径 。

湘钢烧结厂使用生石灰的试验研究与实践

试验研究表明，在基准条件下，随生石灰配量增加，烧结速度加快，利用系数提高， 但烧结矿强度和平均粒度有所下降。湘钢烧结厂的生产实践证明：烧结配加２．５％ 左右的生石灰后，混合料平均粒度增加了１．４４ｍ ｍ ，料温提高了８．６７℃，利用系数提高０．２３～０．２８ｔ／（ｍ ２·ｈ）。在配加生石灰的同时辅以稳定操作等措施，烧结矿的转鼓强度不仅未下降，反而略有提高。

湘钢二烧使用生石灰作熔剂的实践

本文介绍了湘钢二烧使用生石灰的情况以及生石灰配消系统的改造情况 。

配用MAC矿的试验室研究及工业试验

介绍了在烧结料中配加MAC矿的烧结试验室研究和工业试验情况。结果表明 :该矿在湘钢烧结厂使用效果良好 ,配用 10 %～ 2 0 %时 ,各项经济技术指标基本上与目前生产水平持平 。

湘钢低水烧结生产实践

为进一步满足高炉需求,近些年湘钢烧结不断摸索,围绕着低水厚料层的核心操作理念,从稳定上料系统、改善料层透气性及工艺管控强化等多方面积极开展低水烧结生产实践,有效地构建了优质高产高效的生产平衡体系。

烧结过程有害元素脱除规律及影响因素研究

对烧结过程中有害元素脱除规律及影响因素进行分析,结果表明:有害元素主要来源于厂内废弃料,且残留在烧结矿中,Cl脱除率达到了90%, Pb、 As的脱除率均接近50%, K、 Na的脱除率在10%~20%, Zn、 Sn极少脱除;工艺条件对有害元素的脱除率的研究表明,混合料水分对有害元素的脱除率影响不明显;随焦粉配比增加,K、 Na、 Zn的脱除率升高,Pb的脱除率变化的幅度不大,As的脱除率呈现下降趋势;随着碱度提高,K、 Na、 Zn、 Sn的脱除率总体呈升高趋势;Pb、 As的脱除率降低;混合料中有害元素水平提高后,K、 Na、 Pb、 Zn的脱除率均有不同程度的提升;添加CaCl2有利于K、 Na、 Pb、 Zn、 As的脱除,但对Sn的脱除率影响不大。

湘钢烧结低水制粒技术开发与应用

通过对烧结适宜水分判据的分析与制粒小球水分控制模型的研究,确定了低水制粒方法。研究了澳洲精矿、南非精矿、安徽精矿等三种精矿的相对比例对粘附粉间孔隙率的影响,采用这三种铁精矿对粘附粉的粒度进行调控,通过调控粘附粉含量及其持水量,调控返矿等核颗粒的吸水量,将烧结制粒水分由6.8%降低到6.2%左右,烧结混合料堆密度增加,孔隙率降低,促进了烧结固相反应的进行,烧结矿产质量提升;烧结矿转鼓强度提升2%,内返矿率下降5%,利用系数提高6.6%,固体燃耗下降0.44 kg/t。

铁矿烧结热力学分析

铁矿烧结起源于陶瓷工艺,其基本原理相同,驱动力都是自由能的降低。粉末体的自由能主要通过制粉的方式获得,本文重点对铁矿烧结的制粉方法进行了分析。制粉包括物理法制粉及化学法制粉,其中化学法中的碳还原法是铁矿烧结自由能的主要来源,其特有的掺固体碳工艺是铁矿烧结与其它造块方法相比的优势所在。结合湘钢现场生产实际,我们主要采取了高压辊磨、燃料分层布料、提高活性生石灰用量、稳定褐铁矿比例等措施来提高粉末体的自由能,达到强化烧结的目的。