磁铁矿氧化球团富氢气基直接还原的特性研究

以DRI为原料的电炉炼钢短流程是冶炼优质钢和特种钢的重要工艺。为制备优质DRI,本文首先以某全铁品位高达71.68%的国产M矿为含铁原料制备了M_(R=0.09)、M_(R=0.4)球团,然后参考HYL法气基直接还原标准,将球团在富氢(H_(2)/CO=2.6)条件下进行气基直接还原,系统研究了该球团矿的RI、RSI、还原后CCS和物相变化。结果表明:在800~950℃范围内,两种球团矿的RI与还原温度线性相关,且RI均大于4;固定还原温度,两种球团矿的RSI随着还原的进行先急剧增加后逐渐下降,在还原度为50%~80%之间达到峰值,且RSI随还原温度增高而增大;还原过程中,两种球团矿还原后的CCS先大幅度下降,后略微上升,且随着还原温度增加而明显降低。整体来看,M_(R=0.09)球团的RI、RSI及还原后CCS均优于M_(R=0.4)球团。还原过程由球团外层逐渐向内部推进,在Fe_(2)O_(3)转变为Fe_(3)O_(4)和浮士体的过程中,球团矿体积膨胀最为严重,导致其内部结构遭到破坏,使球团矿抗压强度大幅度下降,之后金属铁晶粒互连聚集,膨胀率逐渐下降,抗压强度也有所提高。

高球比炉料结构下镁质球团的冶金性能研究

为了优化高炉炉料结构,增加镁质熔剂性球团矿入炉配比(球比),对不同碱度(R)镁质熔剂性球团冶金性能和高炉炉料结构熔滴性能进行研究。结果表明:白云石的粘结作用,使得镁质熔剂性球团生球性能明显改善;随着R增大,焙烧球中Mg^2+进入磁铁矿晶格中并占据了铁离子扩散产生的空位,并生成铁酸镁和钙镁橄榄石,降低了Fe2O3再结晶固结能力,使球团的强度降低,球团还原过程中Mg^2+能均匀分布在浮氏体内,使得还原膨胀率逐渐降低;还原度指数在R=0.56时降低明显,但随着R增大还原度指数明显升高,有利于还原;单一镁质熔剂性球团的软化熔滴性都有不同程度的改善,R=1.2时球团性能最好;高球比综合炉料软化熔滴性均有明显改善,炉料结构为25%烧结矿+75%球团矿时效果最好。综合考虑,球团R不宜过高或过低,应控制在1.0左右。

带式焙烧机布料筛分系统离散元仿真研究

针对带式焙烧机球团生产过程中存在料层透气性不均的问题,采用离散元模型对移动胶带-宽胶带-辊筛组成布料筛分系统的布料和筛分性能进行仿真研究,详细分析布料筛分系统中的工艺参数对布料均匀性和粒度分布的影响,旨在改善带式焙烧机球团生产过程中料层透气性。由于球团在带式焙烧机内相对台车处于静止状态,整个生产过程中不断与穿过料层的气流进行能量交换,因此料层透气性是影响球团矿产、质量的关键因素,而生球布料均匀性和粒度分布直接决定了料层透气性。研究结果表明:通过建立来料胶带有效宽度与移动胶带运行参数间的函数关系、适当降低宽胶带运行速度能够有效提高生球布料均匀性,并通过调节筛辊转速可以实现最佳布料和筛分效果。

基于数字孪生的带式焙烧机热工系统控制方法

通过基于数字孪生的带式焙烧机热工系统控制方法,通过采集球团生产过程数据,将采集的球团生产过程数据进行修正和拟合分析,创建针对球团烧结过程中物理化学变化的机理模型;将机理模型降阶为低阶数学模型,再结合球团烧结传热计算公式,以球团烧结质量指标和烧结过程中能耗最低为约束条件,求解出球团烧结中各工艺段不同时间点的被控变量的取值数据;基于厄根方程,结合被控变量的取值数据求解可控变量的取值数据,将可控变量的取值数据下发至带式焙烧机热工系统的可编程逻辑控制器,使得可编程逻辑控制器自动控制带式焙烧机热工系统实现最低能耗烧结。