含碳铬矿团块高温还原过程中金属相的凝聚

研究了含碳铬矿团块在高温还原过程中影响Cr23还原的主要因素,以及含碳铬矿团块在高温还原过程中金属相的聚集长大及其与渣相的分离状态.研究发现:当含碳铬矿团块的渣相碱度达到1.6,还原温度为1400～1500℃时,可以实现还原产物中金属相与渣相完全分离;提高含碳铬矿团块的内配碳比可提高Cr23还原率,但不利于还原过程中金属相的聚集长大.

含碳铬矿团块高温还原特性研究

在1250～1450℃高温范围内研究内配碳铬矿团块中Cr2O3还原率和总还原率与内配碳比和渣相碱度的关系,并分析了含碳铬矿团块还原过程中金属相和渣相聚集和分离状态的变化。结果表明,Cr2O3还原率主要受还原温度和内配碳比的影响,当还原温度高于1400℃时,控制适宜的渣相组成和内配碳比,可以实现还原产物中金属相和渣相的完全分离。利用实验得到的条件,可望开发一种新的廉价碳素铬铁的生产方法。

铬矿团块还原过程的基础研究

综合论述了国外铬矿团块还原过程的基础研究成果。着重介绍了铬铁矿中各组元的还原曲线,铬铁矿相在还原过程中的结构和成分变化,并对含碳铬矿团块还原过程中的直接还原和间接还原进行了讨论。

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)

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%。

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。

基于CiteSpace的球团矿知识图谱可视化分析

运用文献计量学方法,利用CiteSpace软件对国内外球团矿的研究现状进行知识图谱的可视化分析。结果表明:该领域目前正处于稳步发展阶段,已形成优秀科研团队,虽然中国进入球团矿领域比较晚,但在该领域的发文量已跃居世界第一。通过对高被引文献和高频次共被引文献进行分析可知,球团矿研究基础主要集中在离散元模拟、还原/直接还原、结圈物、球团矿组分、热力学基础以及熔剂性球团等。关键词共现及聚类分析显示该领域的主要研究方向为直接还原、球团矿组分、造球/氧化焙烧以及离散元/有限元法模拟,其中,球团矿的还原、质量、含镁熔剂性球团、回转窑结圈以及模拟是研究热点。

基于特征选择与PSO-XGBoost的球团矿抗压强度预测

链篦机-回转窑工艺是生产球团矿的一套工艺,由于链篦机-回转窑生产工艺的复杂性,成品球的质量与各个工序生产参数和工艺参数相互耦合,很难建立精确的机理模型。在实际生产过程中对成品球团矿质量的检测存在较大的滞后,不能及时反馈调整工艺生产参数。针对此问题,基于Spearman相关系数和Pearson相关系数对参数进行特征处理,并结合XGBoost算法、粒子群优化算法建立了球团矿抗压强度预测模型,用实际生产数据完成模型的训练。结果表明,该模型有较高的预测效果,命中率可达94%,满足现场实际生产需求,可实现对球团矿质量的快速精准预测,为现场生产及工艺参数的调整提供参考。

唐钢新区高比例球团矿冶炼高炉的操作炉型控制

唐钢新区高炉设计秉承“现代化、绿色化”理念,采用50%球团矿冶炼,为适应高比例球团矿冶炼,优化炉型设计,冷却设备采用全铸铁冷却壁形式。高比例球团矿冶炼下,因高炉边沿不稳、炉墙易结厚,操作炉型不易控制。通过采取加强原燃料质量控制、合理匹配上下部操作制度、合理控制水温差、快速处理炉墙结厚等措施,高炉保持了较长周期稳定顺行,各项技术指标持续提升。2022年下半年以来,高炉利用系数保持在2.74~2.97(m^(3)·d),从使用效果看,全铸铁冷却壁能够适应高比例球团矿冶炼条件下的高强度冶炼要求。

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。

高比例球团矿高炉冶炼实践

为积极应对日益严峻的市场竞争和环保压力,国内钢铁企业不得不寻求新突破,相继开展高比例球团高炉冶炼的研究及实践来降低对烧结矿的依赖程度,谋求可持续发展空间。唐钢新区炼铁系统充分发挥自身优势,从项目规划、过程设计到生产组织,严格贯彻执行“工艺现代化、生产绿色化”的低碳减排理念,建设了国内首台套最大规模带式焙烧机氧化球团生产线,并在高炉设计之初就充分考虑了自身原燃料条件和高比例球团冶炼的特点,对炉型中的炉身、炉腰、炉缸等部位进行了设计优化。同时,通过优化调整装料制度、送风制度、造渣制度、热制度以及排料顺序等系列措施,形成了一套适应高比例球团矿冶炼条件的高炉炼铁操作技术,有效改善了炉缸工作状态,提高了炉况适应能力。2022年下半年,唐钢高炉燃料比平均完成513.2 kg/t^(-1),焦比完成374.2 kg/t^(-1),高炉利用系数达到2.92 t/(m^(3)·d),实现了高比例球团矿冶炼下的高炉长期稳定顺行,高炉主要技术经济指标的持续提升。

国内铁精矿粉制备气基竖炉专用高品位球团矿

随着钢铁行业碳减排压力的增大,气基竖炉-电炉短流程工艺的应用可有效降低碳排放,高品位球团矿作为气基竖炉冶炼原料,其制备过程及特性研究尤为重要。本文使用国内6种不同的铁精矿粉制备高品位球团矿,阐述了球团矿的制备过程,研究了球团矿的性能。结果表明:最佳配矿方案为70%矿粉1+30%矿粉2,此配矿生球抗压强度为11 N/球,落下强度为3.1次/球;配矿球团矿w(FeO)为1.00%,铁精矿成品球团矿w(FeO)≥0.59%,亚铁含量较低,氧化充分,球团矿质量受控;配矿成品球团矿的抗压强度达到3031 N/球,铁精矿成品球团矿抗压强度≥3200 N/球,质量满足生产要求;还原性指数≥4.000,还原膨胀指数≥7.45%,LTD_(+6.3)≥97.00%,LTD_(UP)均为100%,还原性能良好。通过对现有设备的技术改造及配矿方案的优化,使用国内铁精矿粉可以制备出满足气基竖炉生产标准的优质高品位球团矿。

固废制备高炉冷固结球团矿技术

为了提高钢厂含铁固废的回收利用率及降低CO_(2)排放,本文研究了含铁尘泥、高炉返矿和钢渣粉等物料通过冷固结方式制备成高炉用球团矿技术。试验结果表明:30%高炉返矿+10%含铁尘泥+60%钢渣粉,配加5%黏结剂A时,常温干燥冷固结球团(成形压力为5 MP)矿4 d后抗压强度可达到2500 N/P以上;80℃干燥180 min冷固球团矿抗压强度可达到2300 N/P;且两种干燥球团的低温还原粉化指数、转鼓指数、还原膨胀率和还原度指标也可以达到铁矿球团物理特性和冶金性能技术指标要求。

试论焦丁在高炉高比例球团矿治炼中的作用

简要分析了高炉高比例球团矿治炼的难点,认为可通过矿焦混装技术来改善冶炼效果,并可适当提高焦丁人炉比例,将焦丁粒度下限调整为6~8mm。重点分析了焦丁在高炉冶炼中的作用,主要包括:①矿焦混装可限制球团矿滚动,稳定料面形状,焦丁比大于60kg/t时,焦丁对球团矿滚动的限制效果明显变强;②降低焦丁平均粒度,与矿石粒度相近,改善块状带透气性;③由于焦丁的存在,铁橄榄石相的生成量受到抑制,且在1050℃下能够被碳直接还原,避免了球团矿表面形成致密的金属铁壳,其还原性能得到改善;④加大焦丁量能进一步改善炉料的软化和熔滴性能,有利于缓解高球比冶炼时软熔带透气性差的问题。

MgO添加剂对熔剂性球团矿性能改善的机理与最适含量研究

本文旨在研究MgO添加剂对熔剂性球团矿性能改善的机理及最适含量。本文调查了含氧化镁添加剂的类别和含量对CS、RSI、RDI和熔滴性能的影响。研究结果表明,含MgO添加剂的球团强度略低于含LBM添加剂的球团强度,使用菱镁矿添加剂的熔剂性球团矿显示出最高的RSI,使用菱镁矿添加剂的熔剂性球团矿的RDI最高,LBM是更适合用于熔剂性球团矿的含MgO添加剂。随着MgO添加剂含量从0%增加到2.0%,球团的抗压强度从3015N逐渐降低到2689N,球团中熔渣的液相温度和粘度也随之增加,从而导致软化滴落过程中MgO熔体球团的软化滴落温度升高。

高钛球团矿环冷机液密封装置的优化设计与仿真

针对高钛球团矿环冷机冷却过程中普遍存在的余热余压泄漏问题,对环冷机密封装置进行优化设计,将环冷机传统动静橡胶板密封改进为液体密封。将密封液等效为水平流,建立密封液在密封装置内部流动的数学模型,利用有限元软件对密封装置进行仿真,并对密封液速度、压力、温度分布进行了数值分析。仿真结果显示液体密封装置余热损失量减少41%,表明采用液体密封装置可有效解决环冷机余热余压泄漏问题。

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。

改善高炉球团矿还原性技术策略探讨

球团矿作为高炉炼铁的重要原料,其冶金性能的好坏对高炉炼铁影响较大,并且在高炉提产降耗中发挥着重要作用,因此改善球团矿还原性,降低还原膨胀率成为钢铁企业发展方向。本文对影响球团矿还原性的因素进行分析,并提出改善还原性技术策略,包括控制精粉含硫含硅量,优化干返料配比,提高生球合格粒级占比,优化设备功能,调整参数控制和智能自动化检测等,以期望能够为相关工作者提供借鉴与参考。

3200 m^(3)高炉大比例球团矿生产实践

为应对两台烧结机轮流大修造成铁烧平衡的矛盾,韶钢3200 m^(3)高炉被迫进行大比例球团矿冶炼,通过提前策划,加强炉顶布料矩阵的调整与优化,缩小风口面积与提高鼓风动能,优化炉渣组成与保持适宜镁铝比等措施,取得了较好的生产效果,确保高炉的稳定顺行。

熔剂性球团矿生产的理论与技术分析

自工业化进程快速发展以来,熔剂性球团矿生产作为钢铁产业链发展关键,且技术不断优化与完善,使产能效率得到了明显提升。但随着全球资源环境不断变化,如何在保障生产效益基础上,实现绿色、低碳、可持续发展已成为行业面临的迫切问题。基于此,本研究将对熔剂性球团矿生产理论与技术进行深入分析,以期为实现熔剂性球团矿生产的绿色转型和可持续发展提供便利条件,从而促进钢铁行业向绿色、高效、可持续方向发展。