高球团比下高炉布料的控制和优化

由于高球团比操作下静止角小、易滚动和料层易坍塌的特性，高炉的煤气分布控制比烧结矿操作更难。而且，较重的球团矿对前面的焦炭层产生一个推动作用，将焦炭层推向妒壁，而球团矿则向中央滚落。中心区高球团比例促使强边缘煤气流的形成，影响料层分布和工艺稳定性。为了获得精确的煤气分布，改变了料仓的出料顺序和高炉上料速率。为避免球团矿在炉内过度地滚动，对矿石和焦炭的下降轨迹进行了监控和优化，以在没有中心区焦炭装料的条件下加强中心煤气流。在球团矿比例高达70～80％的情况下，京德勒钢铁厂1号高炉的利用系数达到2．1t/m^3·d，燃料比下降到570kg/t铁水。

铁矿氧化球团低温还原粉化性能的影响因素评述

在高炉和气基竖炉工艺中,为使炉况良好,应保证上升还原气能快速且均匀地穿过料柱,而含铁炉料的低温还原粉化和还原膨胀是恶化料柱透气性的两大主要原因.本文主要综述了影响铁矿氧化球团低温还原粉化性能的因素,并在此基础上讨论了改善球团矿低温还原粉化性能的主要措施.影响球团矿低温还原粉化性能的主要因素包括:球团矿的化学成分(碱度、SiO_(2)、MgO、Al_(2)O_(3)含量等)、物相组成、微观结构和碳沉积等.在实际生产中,可以通过优化球团矿成分(适当提高碱度或MgO含量等)和固结形式(发展部分液相固结)、调控球团矿孔隙结构(喷洒或涂层降低球团孔隙率)等来降低还原速率,减少还原过程产生的内应力,从而改善球团矿的低温还原粉化性能.

锰矿粉球团烧结新工艺研究

传统锰矿粉烧结工艺存在着固体燃耗高、锰矿烧结矿质量差等难题,开发锰矿粉造块新技术对于降低铁合金生产成本、扩大原料来源和促进铁合金行业低碳绿色发展具有重要意义。本文提出了一种锰矿粉球团烧结新工艺,并通过烧结杯实验与传统烧结工艺进行了对比。结果表明,相比于传统烧结工艺,球团烧结新工艺的烧结矿转鼓强度提高了4.35%,利用系数增加了16.22%,固体燃耗降低了21.79%;此外,锰矿球团烧结矿相比于普通锰矿烧结矿具有较好的抗热爆性能和高温软熔性能。本研究成果将为锰矿粉实现低碳烧结和强化矿热炉冶炼提供重要的参考。

唐钢基于高比例球团冶炼的高炉设计与生产实践

为贯彻“绿色、低碳”的发展理念,唐钢沿海钢铁基地炼铁系统从设计之初即针对球团矿的物化和冶金性能特点,从炉型结构、冷却壁设计等进行诸多优化。投产以来,通过提高焦炭质量、改善熔剂性球团低温还原粉化性能(RDI+6.3)、稳定炉料结构、优化操作制度等措施,在唐钢目前原燃料条件下,球团矿入炉比例稳定在40%以上,高炉实现长周期稳定顺行,燃料比、煤比分别控制在520 kg/t和170 kg/t左右。

基于MTCN-Informer的铁矿球团工艺预测模型

成品球团流量的预测是生产过程的关键,它决定着整个生产的效率和产量。铁矿球团链箅机—回转窑是生产铁矿石制备高品质铁合金的重要工艺过程之一,具有大时滞、参数庞杂、耦合关系复杂等特点,且成品球团流量波动剧烈,使球团流量难以预测。为此,该文使用移动平均滤波器来平滑波动的数据,互信息法对庞杂的参数做特征选择,再利用基于自注意力机制的Informer球团流量预测模型,其降低传统自注意力机制的时间复杂度,提高了模型训练效率。同时,针对Informer模型的概率稀疏自注意力机制难以把握长时间序列波动的问题,通过TCN时间卷积网络来提取长时间序列的扩展信息依赖,同时结合Informer编码解码网络来处理上下文的信息,从而完成球团流量的精确预测。通过对工厂实际数据进行实验分析可知,与循环神经网络这类传统的深度学习模型相比,所提集成模型在预测精度、稳定性方面均为最优。

焦化除尘灰在球团回转窑生产中应用

通过开展球团回转窑使用焦化除尘灰研究,焦化除尘灰在球团回转窑生产使用的混合煤粉中的配比能够达到15%,回转窑工艺生产顺行,球团质量稳定。同时,解决了焦化除尘灰堆存造成的环境污染问题,为焦化除尘灰有效处理提供了新的途径。焦化除尘灰配入混合煤粉有效降低了燃料成本,降低了球团的生产成本。

球团配加钒钛磁铁精矿试验研究

为充分利用哈密地区钒钛磁铁精矿,进行了配加钒钛磁铁精矿球团试验及球团矿冶金性能试验。试验结果表明:钒钛精矿球团生球爆裂温度均大于600℃,可满足竖炉生产要求;与普通精矿相比,钒钛磁铁精矿需要更高的焙烧温度,本次试验将焙烧温度提高了50℃左右,但球团矿抗压强度仍略偏低;成品球团矿还原膨胀率在8.19%~12.09%;成品球团矿900℃还原度在54.50%~63.20%。

Fe_(2)O_(3)对高硅碱性球团固结性能的影响

深入研究Fe_(2)O_(3)对于高硅碱性球团生球以及成品球性能的影响,有助于促进基于我国铁矿资源特征的低碳炼铁技术发展。本文通过调整碱性球团用混合料中Fe_(2)O_(3)的含量,解析Fe_(2)O_(3)对高硅碱性球团生球、预热球和成品球性能的影响规律,并采用扫描电镜以及图像识别处理系统表征高硅碱性球团的微观矿相结构。结果表明:随着混匀矿中赤铁矿配比的提高,高硅碱性球团生球、预热球和成品球的抗压强度均有所降低,随着Fe_(2)O_(3)配比的升高,成球性能劣化,生球的抗压强度降低至9.04 N/P。赤铁矿连晶固结性能变差,成品球的强度降低至3433 N/P。当两种矿粉的配比为50%时,球团孔隙率急剧增大为32.8%,A矿粉配比不宜超过40%。微观矿相结果表明,随着Fe_(2)O_(3)含量的增加,球团内部小颗粒尺寸晶粒变多,大颗粒尺寸晶粒减少,平均颗粒面积减少,晶粒间连晶性能变差,固结性能削弱,内部孔隙率提高。在制备高硅碱性球团时,含Fe_(2)O_(3)的精矿粉配加不宜太高,会对球团矿的固结性能产生不利影响。

铁浴条件下电炉粉尘球团的熔融与分离行为

为了提高对含锌电弧炉粉尘(EAFD)的利用效率,实验研究EAFD球团在铁浴条件下的还原熔化行为。定义铁液滴球形度作为判断其凝聚的标准,然后探讨铁液滴直径和球形度之间随时间变化的关系。根据实验最终建立EAFD颗粒的熔化和分离行为。结果表明,在铁浴条件下,EAFD球团的Zn去除率在5.0 min时达到99%以上,但在15.0 min时金属渣分离还没有完成。由于成分的波动,在EAFD球团中形成几个区域的液态渣,然后液态渣不断增加,直到球团完全熔化。球形度>65%、直径>500μm的Fe液滴的数量随着时间的推移而减少,大直径的Fe液滴先完成分离。渣铁分离过程如下:在布朗运动下Fe液滴在渣中形成,之后Fe液滴直径在马兰戈尼效应下增加,Fe液滴在渣中下降速度符合斯托克斯定律。

改善预热球团矿抗压强度的工艺优化

为了改善预热球团矿的抗压强度,结合生产实践经验,模拟链篦机-回转窑工艺制度,采用正交实验法分析了影响预热球团矿抗压强度的因素及工艺改进措施。结果表明,OA矿和OB矿粒度较细,-0.074 mm粒级含量大于85%,能满足造球粒度基本要求;90%OA矿搭配10%OB矿时,经过干燥、预热工艺段,球团矿FeO含量可以从26%降低到4%以下,氧化度大于85%;提高预热球团矿抗压强度的适宜链篦机热工参数为:鼓风干燥温度200℃、抽风干燥温度360℃、预热Ⅰ段温度720℃、预热Ⅱ段温度990℃,此条件下预热球团矿抗压强度可达1056 N/球;验证实验符合预期结果。

带式焙烧机工艺高硅镁质熔剂性球团制备特性

本文以高品位磁铁精矿(O矿)、高镁磁铁精矿(K矿)和高硅赤铁矿粉(Y矿)为原料,根据某钢厂现场原料配比40%O矿+20%K矿+40%Y矿,在实验室开展模拟带式焙烧机工艺的高硅镁质熔剂性球团制备特性研究,揭示了二元碱度(CaO/SiO 2为0.5~0.9)对球团焙烧特性、成品球团冶金性能(还原度RI、还原膨胀指数RSI和动态法低温还原粉化指数LTD+3.15 mm)和矿相学特征的影响规律。结果表明:提高球团碱度有利于改善球团焙烧和冶金性能,在0.5~0.9的碱度范围内,球团的还原度≥65.38%、还原膨胀指数15%、动态低温还原粉化性能优良(≥98.88%)。矿相分析结果表明,所制备高硅镁质熔剂性球团的固结形式主要为Fe 2O 3再结晶,提高碱度利于形成更多液相从而促进固结,降低球团孔隙率,从而生产出性能良好的成品球团。本研究将为工业生产实践提供有力支撑和重要借鉴。

模拟高炉升温制度下球团矿富氢还原机制研究

文章研究了模拟高炉升温制度下,球团矿在不同还原气体成分(H_(2)含量0%、10%、20%、30%、40%)下的还原行为,并利用未反应核模型,分析了球团矿富氢还原的动力学以及反应过程中球团的宏观结构变化。结果表明:随着还原气体中H_(2)含量的增加,球团矿终点还原度从52.45%提高到84.09%,并且在全氢条件下还原开始温度比全CO时提高了63℃。此外动力学分析发现,该反应首先受到化学反应的控制,然后逐渐受到化学反应和内部扩散的混合控制。对球团矿控制步骤转变处的结构分析发现,其穿透率随H_(2)含量增加从2.3%增高到42.3%。研究可为高炉富氢还原过程的机理解析和工艺参数的优化控制提供一定程度的参考。

京唐5500m^(3)高炉超高比例碱性球团矿冶炼实践

随着京唐5500m^(3)高炉入炉球团矿的比例>50%,酸性球团矿难以满足冶炼造渣要求,为此开发了碱度>1.1的球团矿,目前入炉碱性球团矿的比例保持在55%左右,单座高炉最高超过70%。针对超高比例碱性球团矿冶炼,采取了一系列措施,在精料方针方面,主要是改善碱性球团矿质量、稳定焦炭质量、控制碱金属负荷;在操作制度方面,主要是调整装料制度及送风制度、制订合理的热制度及造渣制度。3座高炉保持了长期稳定运行,主要技术经济指标维持在较好水平,其中1号高炉焦比最低降至257kg/t,燃料比最低496kg/t,焦炭负荷最高6.18,利用系数最高2.62(m^(3)·d)

钒钛磁铁矿带式焙烧机球团质量提升工艺研究及实践

攀钢西昌带式焙烧机生产线是国内第一条钒钛矿带式焙烧机球团生产线,投产后成品球平均抗压强度偏低,单个成品球团矿平均抗压强度≥1950 N。本文从原料结构、造球工序、带式焙烧机工艺操作等方面分析原因,采取的优化措施包括:控制原料中TiO_(2)质量分数≤12%、V_(2)O_(5)质量分数≤1%、Al_(2)O_(3)质量分数<2.0%、MgO质量分数<1.8%,精矿粒度-200目占比75%~80%,碱度应控制0.6倍左右,膨润土配比应适当降低至1.2%~1.4%,生球粒度10~12.5 mm占比≥60%;重力除尘灰配比>1.5%,或者烧结机头除尘灰配比>1.5%;焙烧机工艺操作制度为鼓干段温度300~330℃、抽干段温度370~390℃、预热温度梯度500℃→1200℃、焙烧段温度1230~1240℃、大烟罩内氧质量分数17.3%~18.0%。工艺优化后,单个球团平均抗压强度约2348 N,达到了考核指标;排放烟气中烟尘含量2.54 mg/Nm^(3)、SO_(2)含量3.13 mg/Nm^(3)、NO_(x)含量41.42 mg/Nm^(3)、基准氧含量17.54%,均满足国家排放标准。

低质含镁原料制备碱性球团试验研究

为查明利用低质含镁熔剂生产碱性球团的可行性,以武钢资源集团乌龙泉矿白互、轻烧料和轻烧白云石为镁质熔剂,通过造球、预热和焙烧试验,研究镁质熔剂种类及用量对成球行为、碱性球团预热、焙烧过程的影响。结果表明,使用白互熔剂为镁质熔剂时生球性能较优,碱度0.8时,两种配矿方案生球落下和抗压强度分别为4.1次/0.5 m和20.3 N/个、6.6次/0.5 m和22.3 N/个。各方案预热球强度、焙烧球强度随着镁质熔剂添加量增加呈先上升后下降的趋势,碱度0.6~0.8时,分别达到2620 N/个、2963 N/个。推荐白互和轻烧料作为镁质熔剂,碱度0.6~0.8时,可生产出满足工业要求的镁质碱性球团矿。

复合黏结剂对铁精矿球团质量的影响

为充分发掘有机黏结剂对铁精矿球团质量提升的优点,同时弥补有机复合黏结剂削弱成品球抗压强度的不足,本文将蛭石、羧甲基纤维素钠(有机黏结剂)、膨润土进行复配,探究复合黏结剂对铁精矿球团质量的影响,并借助SEM和热重分析探索蛭石改善成品球强度的机理。试验结果表明:在不复配有机黏结剂,仅仅添加1%的膨润土时,球团的落下强度只有1.5次/(0.5 m),抗压强度为8.2 N/P,爆裂温度为550℃,在预热温度为950℃、焙烧温度为1200℃时成品球的强度为3121 N/P;固定膨润土用量,随着有机黏结剂复配比例增加到0.12%,生球落下强度可提升到8.0次/(0.5 m),抗压强度提升到11.3 N/P,但生球的爆裂温度下降到395℃,成品球强度下降到2465 N/P;加入0.03%蛭石+0.12%有机黏结剂+1%膨润土的复合黏结剂后,球团的质量指标最好,球团落下强度可达到6.5次/(0.5 m),抗压强度为13.4 N/P,爆裂温度为362℃,成品球强度在相同条件下可以提升至2764 N/P。SEM和热重分析结果表明:蛭石膨胀能不断填充球团中的孔隙,在焙烧过程中生成液相,有利于固相扩散晶体长大,降低球团孔隙率,从而提升成品球的抗压强度。

膨润土同步提纯钠化研究及在球团中应用

基于某企业生产的低品质钙基膨润土,采用多重钠化工艺进行提质改性,系统研究了多重钠化剂种类及用量对膨润土性能指标和收得指标的影响。结果表明,在钠化剂Na2CO3用量为2.0%时,钠化土的收得率为83.55%,其膨胀指数、吸水率和吸蓝量分别由原土的5.0 mL/g、119%/(2 h)和26.9 g/(100 g)提升到22 mL/g、377.1%/(2 h)和39.6 g/(100 g),达到一级钠化土指标。采用多重钠化改性工艺可以显著提升膨润土指标,钠化剂配比为2.0%Na6P6O18和2.0%Na2CO3时,双重钠化土的膨胀指数为77 mL/g,吸水率为631.8%/(2 h),吸蓝量为39.1 g/(100 g),收得率为61.29%。造球实验中添加量为1.8%时,生球落下强度由原土的3.0次/(0.5 m)分别提高至一次钠化土的4.6次/(0.5 m)和双重钠化土的8.6次/(0.5 m)。

链箅机—回转窑—环冷机球团系统热经济性分析

以降低球团生产系统能耗为目标,进一步了解球团生产过程中能流及[火用]流的变化和损失情况,对链箅机—回转窑—环冷机氧化焙烧球团系统进行了热平衡及[火用]平衡计算分析。系统热收入和[火用]收入主要项为燃料化学能和球团氧化。热量消耗主要用于排出废热和外表面散热。传热、燃烧不可逆[火用]损失和系统机体散热[火用]损失为[火用]支出主要部分。针对系统废热余热资源未完全利用情况,提出环冷废气余热循环利用和回转窑表面散热回收等建议,经计算优化后,对于废气余热循环,利用环冷二段与三段废气余热使热效率提高至85.29%、[火用]效率提高至33.40%;回收集热器余热使热效率提高至86.53%、[火用]效率提高至33.93%。研究结果为球团生产提供建议,并结合实际寻找适合该系统的余热利用方案,为节能优化提供参考。

磷矿配炭球团高温固结工艺研究

为解决窑法磷酸工艺中回转窑结圈问题,提出一种球团高温固结工艺,考察了黏结剂种类、固结温度、固结时间对磷矿球团强度及其还原性的影响。结果表明,固结温度800℃以上,采用膨润土为黏结剂,球团抗压强度和落下强度明显高于腐殖酸钠为黏结剂的球团。在配碳量为理论用量的1.4倍、CaO与SiO_(2)物质的量比0.35、膨润土添加量为总物料量的1.5%、固结温度1000℃、固结时间30 min条件下,球团抗压强度和落下强度分别为345.36 N和33.50次。

不锈钢粉尘冷态固结球团强度提升优化研究

2022年不锈钢粗钢年产量达到3197.50万t,生产每吨不锈钢粗钢就会产生18~33 kg粉尘。粉尘中包含大量的铁元素,约占其20%~53%,还含有铬和镍等重金属元素,具有很大的回收价值。以不锈钢粉尘为原料制备了冶金球团,系统研究了水分含量、成型压力、粘结剂种类和粘结剂添加量对不锈钢粉尘球团强度的影响。试验发现当水分添加量为8%、采用5%的蔗糖作为粘结剂、在20 MPa的成型压力下,所得球团的湿球落下强度为5.6次/0.5 m、干球落下强度为12.7次/2 m、干球抗压强度达到了3314 N,均超过了炼钢用尘泥团块的行业标准要求。