An Innovative Process for Direct Reduction of Cold bound Pellets from Iron Concentrate with a Coal-based Rotary Kiln

Successfully developed an innovative process of direct reduction of cold bound pellets from iron ore concentrate with a coal based rotary kiln, in comparison with the traditional direct reduction of fired oxide pellets in coal based rotary kilns , possesses such advantages as: shorter flowsheet, lower capital investment, greater economic profit, good quality of direct reduced iron. The key technologies , such as the composite binder and corresponding feasible techniques were employed in practice. A mill utilizing this process and with an annual capacity of 50 thousand ton DRI has been put into operation.

Grate-kiln pelletization of Indian hematite fines and its industrial practice

Indian hematite fines normally have a high iron grade and minor impurities; they are usually used as sinter fines for feeding into a blast furnace. In this work, the grindability properties of two kinds of Indian hematite fines and the roasting behaviors and induration characteristics of pellets made from these fines were revealed through experiments involving dry ball milling and small-scale and pilot-scale tests. In addition, the microstructures of the particles of ground India hematite fines and fired pellets were investigated using optical microscopy. On the basis of the results, a grate-kiln production line with an annual output of 1.2 Mt of oxidized pellets was established in India. This pellet plant operates stably and reliably, further confirming that preparing high-quality pellets with Indian hematite fines pretreated by dry ball milling is an industrially feasible process. © 2017, University of Science and Technology Beijing and Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Mathematical models and expert system for grate-kiln process of iron ore oxide pellet production.Part Ⅱ:Rotary kiln process control

Rotary kiln process for iron ore oxide pellet production is hard to detect and control.Construction of one-dimensional model of temperature field in rotary kiln was described.And the results lay a solid foundation for online control.Establishment of kiln process control expert system was presented,with maximum temperature of pellet and gas temperature at the feed end as control cores,and interval estimate as control strategy.Software was developed and put into application in a pellet plant.The results show that control guidance of this system is accurate and effective.After production application for nearly one year,the compressive strength and first grade rate of pellet are increased by 86 N and 2.54%,respectively,while FeO content is 0.05% lowered.This system can reveal detailed information of real time kiln process,and provide a powerful tool for online control of pellet production.

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。

铁精矿氧化球团回转窑直接还原试验研究

采用新疆某地生产的铁精矿氧化球团,在Φ2.8 m×48 m回转窑中试装置开展煤基直接还原试验,研究外配碳量、投料量、还原时间、供风结构等因素对铁精矿氧化球团还原效果的影响。试验结果表明,在投料量4 t/h、外配碳比40%、还原时间266 min、采用窑背风机多点供风模式下,金属化球团的金属化率可以达到87.55%。

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。

球团回转窑煤粉供入量预测

球团回转窑煤粉供入量的预测对回转窑精准控制和建设智能工厂都至关重要。然而,煤粉供入量与众多因素有关,只依据煤粉的历史数据建立模型进行预测,效果难以满足实际生产需求。因此,建立了基于XGBoost的煤粉消耗量预测模型,对影响煤粉消耗量的众多因素进行筛选,确定影响煤粉消耗量的关键影响因素。以某球团厂为应用案例,开展了煤粉供入量预测研究。煤粉消耗量预测结果的平均相对误差为7.22%,生产状态平稳时的预测平均相对误差为6.1%,生产波动较大时的预测平均相对误差为8.9%,预测结果精度较高。

氢基竖炉用球团生产工艺优化

竖炉用高质量球团是当前研究热点,回转窑球团产线中链篦机-回转窑-环冷机各部温度优化控制是提高球团产质水平的重要环节。介绍了链篦机-回转窑-环冷机设备优化过程以及造球工艺优化措施。首先在生产工序中缩短了干燥段,延长了预热段,同时改善了环冷机热量流通,为更好的氧化焙烧奠定了基础;在造球流程改造中,将造球盘角度统一调整为46°,旋转刮刀的转速均调整为10 r/min,旋转刮刀与底衬的距离调整为30~40 mm,造球盘落料点较之前向盘内延伸100 mm,小皮带下料点到边板距离达到43 cm,最终成球效果得到明显提升。对比工艺改进前后生产球团,其还原性能有所提升,还原膨胀及低温还原粉化指数均有所改善,其还原性能有所提升,还原膨胀率有所降低,其中1号球团还原膨胀率由12.34%降低到了7.82%,低温还原粉化指数改善明显,LTD+6.3均提高了20%左右。同时造球工艺优化为我国氢基竖炉用优质铁精矿球团提供了帮助。

巴西赤铁精粉工业应用试验研究

针对由某烧结粉矿自然水分下细磨得到的巴西赤铁精粉展开研究,检测其物化性能,并在湘潭瑞通球团厂年产量120万t的链箅机-回转窑生产线上进行了为期1个月的工业试验,考察其取代部分磁铁矿来制备优质氧化球团矿的可行性。结果表明:配加10%~20%的巴西赤铁精粉后,膨润土用量降至0.56%,较基准减少了22.2%,此时生球落下强度可达4.5次/0.5m,生球抗压强度为16.4 N/个,生球性能良好;此试验表明,在10%~20%巴西赤铁精粉取代赤铁精矿的原料条件下,成品球团矿的机械强度和冶金性能均可满足高炉冶炼要求,其中配加15%巴西赤铁精粉条件下的成品球团矿的抗压强度为3300N/个,还原度为64.42%。

镁质熔剂性球团回转窑结圈特性研究

为探究镁质熔剂性球团回转窑结圈物生成行为,基于唐山某钢厂球团原料,分析了回转窑结圈物化学组成、矿相组成及熔融特性,揭示了结圈物的固结机理。在此基础上对球团粉末进行压块,模拟镁质熔剂性球团回转窑结圈过程,探索了MgO对镁质熔剂性球团粉末压块抗压强度、液相生成温度及矿相结构的影响规律。结果表明,镁质熔剂性球团回转窑结圈物以固相固结为主;随着MgO的增加,压块抗压强度降低,变形温度和软化温度升高;压块赤铁矿含量减少,铁酸镁含量增加,Mg^(2+)固溶于磁铁矿中阻碍了磁铁矿氧化,且形成的铁酸镁减少了液相生成,使赤铁矿晶体扩散及重结晶减弱,且镁质熔剂性球团粉末压块强度降低。所以提高MgO含量能够降低结圈物强度,减少结圈。

球团矿回转窑“煤改气”方案设计

作为耗煤大户,钢铁行业球团矿回转窑的“煤改气”是工业“煤改气”的重要一环。文章以某球团厂为例,设计了液化天然气(LNG)点供式的回转窑“煤改气”方案,详细描述了从LNG卸车至最终入窑燃烧的全部流程,给出了关键的生产及设备运行参数。

高炉煤气TGS680石灰窑生产碱性球团溶剂的实践与技术探讨

为了提高社会效益和经济效益,对高炉炼铁炉料提出了更高的要求,因此高炉应用裹皮高镁碱性球团配加高碱度烧结矿成为高炉炉料结构的一次革命性进步。而碱性球团在生产过程中需配加优质石灰和轻烧白云石,为石灰行业提供了新的应用市场。本文根据高炉煤气TGS680石灰窑生产碱性球团溶剂的实践,对碱性球团溶剂质量标准及其使用方式进行了探讨。

球团焙烧过程工艺模拟研究及应用——链箅机—回转窑与带式焙烧机工艺模拟

工艺设计的合理性与先进性是球团厂达产达效的根本,而工艺模拟可让设计者对工艺系统中的质量流与能量流以及两者间的相互影响关系的认识更加清晰明了。基于球团料层热质传输模型开发了链箅机—回转窑和带式焙烧机两种工艺模拟流程,并详细阐述了两种工艺模拟流程的步骤、控制策略以及应用方向,同时给出了实例流程的模拟结果以及与球团试验结果的对比。对比结果说明,模拟工艺可以使工艺设计从经验化转变到数字化,可为工艺优化和生产操作提供指导。

预热竖窑气固传热与水分蒸发数值模拟

通过对一种新型预热竖窑的预热脱水研究,建立了气固两相传热和水分蒸发收缩核模型.在气体速度分别为10,15和20 m/s与993 K的温度条件下,针对预热竖窑的气体温度分布,以铬铁球团为主的固体混合物料温度分布和水分蒸发情况进行模拟分析.结果表明,该预热竖窑在20 m/s与993 K的条件下,固体物料温度达到850 K以上并实现球团干燥,可以满足物料预热的温度和含水量要求.通过合理的预热工序,防止了冶炼过程中因含水率过高导致球团出现爆裂影响生产安全的问题,也满足了企业对冶炼过程中产生的高温尾气的余热利用的目标.

以赤铁矿为主配加磁铁矿制备氧化球团的研究

采用正交试验 ,研究赤铁矿配加磁铁矿制备氧化球团的影响因素。试验结果表明 :赤铁矿添加 30 %磁铁矿后 ,球团矿适宜预热温度由 980℃降低到 880℃ ,焙烧温度由 1330℃降低到 12 80℃ ,且成品球团抗压强度明显提高。模拟扩大试验研究表明 :当预热温度为 90 0℃、预热时间 10 m in、焙烧温度为 12 80～ 130 0℃、焙烧时间2 0 m in时 ,磁铁矿配比从 0提高到 30 % ,预热球团抗压强度从 377N/个提高到 96 6 N/个 ,成品球团抗压强度从2 5 0 9N/个提高到 30 4 5 N/个 ,氧化球团矿的冶金性能也得到改善 。

硫铁矿烧渣氯化焙烧扩大试验

采用氯化焙烧工艺从硫铁矿烧渣球团中综合回收金、银、铜等有价金属,考察了造球、窑温、停留时间对金属挥发率以及物料和金属平衡的影响.结果表明,物料在1 250℃停留1.83 h的最佳条件下,各金属挥发率为：Au 95.6％、Ag 52.5％、Cu 73.1％、Pb 93.9％、Zn 75.2％.球团中铜、铅、锌含量均小于0.1％,球团强度4.0～6.5 kN.

球团矿回转窑内结圈物的特性研究

采用XRD、SEM和EDS等测试方法研究球团矿回转窑内结圈物的基本特性和显微结构及其对结圈形成的影响。结果表明,结圈物主要以赤铁矿为主,含有部分磁铁矿,其主要成分是铁的氧化物,其他少量成分以Al2O3、SiO2为主,还有极少量的CaO、K2O、Na2O等碱金属氧化物,它们主要以玻璃相的形式分布在晶界和气孔中。回转窑结圈的生长主要依靠铁氧化物的固相烧结反应,杂质形成的液相对固相烧结反应起到一定的促进作用。

鞍钢200万t氧化球团链篦机-回转窑系统的设计

本文介绍了鞍钢200万吨氧化球团厂链篦机-回转窑生产线的工艺设计及特点。详细论述了球团生产过程中的原料准备、煤粉制备、干燥、配料、混合、造球、焙烧、冷却、成品等各个环节。鞍钢弓矿公司球团厂生产出铁品位65·5%、二氧化硅含量5%左右的球团矿,其产品质量达到了世界一流球团矿的技术标准。

大型链蓖机-回转窑结圈原因及炉衬用耐火材料研究

对生产球团矿的链蓖机-回转窑结圈的原因进行了讨论。解决结圈问题要考虑工艺的因素和耐火材料的抗结圈性能,阻止FeO的渗透反应。回转窑耐火材料必须考虑不同部位的使用条件,有针对性的选择材质、砌筑、锚固结构的匹配及材料的高温性能,并根据具体的破损原因改进耐火材料,以获得良好的使用效果。

铁矿球团技术进展

本文系统介绍了国内外铁矿球团理论与技术的进展,包括球团矿的产量、生产工艺、球团原料制备、粘结剂及产品品种。球团矿的发展将不仅体现在其产量的进一步增长,而且球团矿品种也将更加丰富,除酸性球团矿外,将生产更多种类的球团矿,如镁质球团矿、自熔性球团矿。此外,原料来源复杂也对球团生产发展带来更大挑战。