京唐低硅球团钙基膨润土配加生产实践

为提高成品球团矿中SiO2含量、改善冶金性能,同时降低生产成本,京唐球团组织一系列工业试验推进钙基膨润土配加工业生产实践。通过调整原料配比,探究相同目标成分下,不同钙基膨润土配比对造球及冶金物理化学性能的影响及成本情况。从实际效果看,钙基膨润土的配加,有利于改善低硅球团还原膨胀性能,在保证球团矿质量的同时,有利于低硅球团工业化生产成本的降低。

焙烧温度对低硅含镁球团矿还原膨胀率的影响及机理

研究焙烧温度对Mg O含量分别为1.5%和3.0%(质量分数)的低硅含镁球团的抗压强度、矿相和还原膨胀率的影响,并基于Arrhenius方程和还原度测定计算低硅含镁球团还原反应的表观活化能,分析还原反应的速率限制性环节。结果表明:当焙烧温度较低时,低硅含镁球团内形成的铁酸镁数量较少,存在未反应的Mg O颗粒,其还原过程主要受气体扩散和界面化学反应混合控制,还原膨胀率高,还原后强度低。1280℃高温下,焙烧的低硅含镁球团形成的铁酸镁数量多、强度高,还原过程后期主要受固相扩散即铁离子扩散控制,尤其是低硅高镁球团受固相扩散控制更明显,还原过程中未出现针状铁晶粒,还原膨胀率低。

低硅碱性球团矿制备技术研究

为了提高球团矿入炉比例,降低高炉渣量和燃料消耗,本文通过实验室试验和工业试验,研究了有利于生产低硅碱性球团矿的熔剂及生产工艺参数。试验结果表明:消石灰具有良好的黏结性能,有利于降低球团膨润土的使用比例,且分解吸热量少,对球团抗压强度影响小,可以实现优质低硅碱性球团矿的生产,并可满足高炉高配比使用要求。首钢京唐3座5 500 m^(3)高炉配加优质低硅碱性球团矿后,总球团配比可由原来的28%提升至55%,吨铁CO_(2)排放降低10%。

低硅含镁球团矿还原行为研究

本文研究了低硅含镁球团矿在900℃,CO气氛下的还原过程,并通过X射线衍射仪(XRD)和矿相显微镜测定了球团矿在不同还原度时的物相组成和显微形貌。研究结果表明:Fe_2O_3的还原顺序为Fe_2O_3→Fe_3O_4→FeO→Fe,当还原度由0%增加到10%时,Fe_2O_3被还原成Fe_3O_4,且球团矿由外向内均匀还原;当还原度由10%增加到50%时,Fe_3O_4被还原成FeO,并出现还原聚集现象,其原因是球团矿内部孔隙分布不均匀;此后大多数FeO还原为金属Fe。MgFe_2O_4的还原顺序为:MgFe_2O_4→Mg_(0.239)Fe_(0.761)O→Mg_(0.64)Fe_(2.36)O_4→Fe,其还原反应从球团矿还原度为30%时开始,主要原因是MgFe_2O_4较Fe_2O_3难还原。采用未反应核模型对球团矿还原过程进行动力学分析,得到球团矿在还原前期受界面化学反应控速,还原后期既不受混合控速也不受扩散控速。

轻烧菱镁石粉对低硅含镁球团矿孔隙和强度的影响

本文研究了向两种铁精粉和膨润土中添加不同质量分数的轻烧菱镁石粉对球团矿孔隙、强度和物相的影响.研究结果表明:轻烧菱镁石粉平均粒径较小,结晶水和MgCO_(3)质量分数高(分别为3.94%和8.59%),对球团矿性能影响较大.轻烧菱镁石添加量由1.5%增加到3.5%时,焙烧球孔隙率由11.12%升高到15.95%,大气孔(孔径大于5μm)的体积分数由8.94%升高到36.61%,且分布均匀化程度降低;同时,球团矿变得“疏松”,固结指数由60.45%降低到43.00%,预热球和焙烧球强度分别降低79.3N和247.6N;球团矿中的铁酸镁和磁铁矿相质量分数增加,赤铁矿相再结晶减弱.适量增加球团矿中轻烧菱镁石粉的配比,可使球团矿孔隙率、大气孔和高熔点物相增多,进而提高球团矿的还原和软熔滴落等性能.

低硅含镁球团矿抗压强度及冶金性能

提高入炉原料品位降低硅含量,改善冶金性能是高炉精料的主要方向。研究了低硅球团矿的还原膨胀率及MgO对低硅球团矿抗压强度和冶金性能的影响。研究结果显示,低硅球团矿虽然具有品位高,脉石含量低等优点,但随着SiO2含量的降低球团矿还原膨胀率恶化,影响高炉冶炼。低硅球团配加含镁添加剂可以有效控制还原膨胀率,同时改善球团矿的还原度和熔滴性能。球团矿SiO2的质量分数低于2%时,还原膨胀率在60%以上;当MgO的质量分数提高到2.15%以上时,还原膨胀率能降到20%以下,但随着MgO含量的增加低硅球团矿抗压强度下降,需要提高焙烧温度,才能形成稳定的铁酸镁,改善抗压强度。MgO的质量分数为2.15%时,焙烧温度要提高到1 270℃,MgO的质量分数超过2.8%以上时,焙烧温度需要提高到1 300℃。

首钢高炉新炉料结构下球团技术的探索与应用

以首钢京唐钢铁厂高炉大比例球团矿炉料结构为背景,以京唐二期球团带式焙烧机生产线为研究对象,在试验研究和工艺设备等方面阐述了首钢京唐高炉大比例球团矿炉料结构下的带式焙烧机工艺和设备的创新点和优势。生产实践结果表明,生产出了超低硅高碱度球团矿,2条线均日产量为12500 t,碱度为1.1~1.2,SiO_(2)质量分数为2.0%,TFe品位为66.0%,抗压强度在3100 N/P以上,还原膨胀率为17.5%。在3座5500 m^(3)高炉中高比例使用2种球团矿,入炉比例达55%,高炉渣量从280降低至215 kg/t以下,燃料比从505降低至483 kg/t,取得了显著的经济效益、社会效益和环境效益,推广应用前景广阔。