燒結(jié)礦低溫還原粉化指數(shù)的試驗(yàn)與研究

1、前言前言 受?chē)?guó)內(nèi)鐵礦石資源和開(kāi)發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制，國(guó)受?chē)?guó)內(nèi)鐵礦石資源和開(kāi)發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制，國(guó)內(nèi)鐵礦石產(chǎn)量嚴(yán)重不足，造成進(jìn)口鐵礦石數(shù)年大幅內(nèi)鐵礦石產(chǎn)量嚴(yán)重不足，造成進(jìn)口鐵礦石數(shù)年大幅度增長(zhǎng)，進(jìn)口依賴(lài)度將進(jìn)一步增加。但是，隨著優(yōu)度增長(zhǎng)，進(jìn)口依賴(lài)度將進(jìn)一步增加。但是，隨著優(yōu)質(zhì)鐵礦粉供應(yīng)緊張、價(jià)格逐年上漲，質(zhì)量逐步下降，質(zhì)鐵礦粉供應(yīng)緊張、價(jià)格逐年上漲，質(zhì)量逐步下降，對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)造成較大影響。因此，合理地利用國(guó)內(nèi)對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)造成較大影響。因此，合理地利用國(guó)內(nèi)外廉價(jià)鐵礦粉資源，生產(chǎn)高質(zhì)量的燒結(jié)礦以及獲得外廉價(jià)鐵礦粉資源，生產(chǎn)高質(zhì)量的燒結(jié)礦以及獲得理想的經(jīng)濟(jì)效益是每個(gè)鋼鐵企業(yè)追求的目標(biāo)。理想的經(jīng)濟(jì)效益是每

2、個(gè)鋼鐵企業(yè)追求的目標(biāo)。 燒結(jié)礦低溫還原粉化率（燒結(jié)礦低溫還原粉化率（rdi）是燒結(jié)礦冶金性能）是燒結(jié)礦冶金性能的一個(gè)重要指標(biāo)，燒結(jié)礦的一個(gè)重要指標(biāo)，燒結(jié)礦rdi的波動(dòng)，不但直接影的波動(dòng)，不但直接影響到高爐料柱的透氣性，造成爐況不順，而且增加響到高爐料柱的透氣性，造成爐況不順，而且增加爐頂噴吹出量。因此燒結(jié)礦低溫還原粉化率直接關(guān)爐頂噴吹出量。因此燒結(jié)礦低溫還原粉化率直接關(guān)系到高爐的順行生產(chǎn)，對(duì)提高高爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)系到高爐的順行生產(chǎn)，對(duì)提高高爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著舉足輕重的作用。起著舉足輕重的作用。 1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 目前我國(guó)寶鋼、攀鋼、武鋼等部分企業(yè)生產(chǎn)的燒結(jié)目前我國(guó)寶鋼、攀鋼、武鋼

3、等部分企業(yè)生產(chǎn)的燒結(jié)礦低溫還原粉化率較高，一般小于礦低溫還原粉化率較高，一般小于3.15mm達(dá)到達(dá)到3040%，接近日本平均水平（，接近日本平均水平（-3mm部分為部分為36.3%）。）。 除以上幾個(gè)方面的技術(shù)措施外，國(guó)內(nèi)外還進(jìn)行了以除以上幾個(gè)方面的技術(shù)措施外，國(guó)內(nèi)外還進(jìn)行了以下試驗(yàn)與生產(chǎn)：燒結(jié)使用復(fù)合熔劑；熔劑分加技術(shù)；下試驗(yàn)與生產(chǎn)：燒結(jié)使用復(fù)合熔劑；熔劑分加技術(shù)；混合料預(yù)壓燒結(jié)；煤氣無(wú)焰燒結(jié)；富氧點(diǎn)火；富氧混合料預(yù)壓燒結(jié)；煤氣無(wú)焰燒結(jié)；富氧點(diǎn)火；富氧燒結(jié)與富氧雙層燒結(jié)等。燒結(jié)與富氧雙層燒結(jié)等。 攀鋼研究得出，燒結(jié)礦低溫還原粉化率的只要原因攀鋼研究得出，燒結(jié)礦低溫還原粉化率的只要原因是燒結(jié)礦

4、晶粒粗大的骸晶菱形赤鐵礦含量占燒結(jié)礦是燒結(jié)礦晶粒粗大的骸晶菱形赤鐵礦含量占燒結(jié)礦的的20%左右，通過(guò)提高左右，通過(guò)提高feo含量達(dá)含量達(dá)68%，在燒結(jié)，在燒結(jié)料中添加螢石或料中添加螢石或cacl2等，都可以降低礦物熔點(diǎn)，等，都可以降低礦物熔點(diǎn)，增加液相量，可大幅度減少骸晶狀赤鐵礦的含量，增加液相量，可大幅度減少骸晶狀赤鐵礦的含量，使低溫還原粉化率從使低溫還原粉化率從50.06%降到降到21.22%，而添加，而添加1%的的cacl2，其低溫還原粉化率可降到，其低溫還原粉化率可降到8.01%。 寶鋼對(duì)可能影響低溫還原粉化率的寶鋼對(duì)可能影響低溫還原粉化率的10多個(gè)因素進(jìn)行多個(gè)因素進(jìn)行兩組多元線(xiàn)性回歸

5、分析，結(jié)果指出，在波動(dòng)范圍內(nèi)，兩組多元線(xiàn)性回歸分析，結(jié)果指出，在波動(dòng)范圍內(nèi)，燒結(jié)礦燒結(jié)礦al2o3、tio2、mgo、燒結(jié)車(chē)速及燒結(jié)礦、燒結(jié)車(chē)速及燒結(jié)礦sio2含量、堿度等六項(xiàng)與低溫還原粉化率有較強(qiáng)含量、堿度等六項(xiàng)與低溫還原粉化率有較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系。前四項(xiàng)是正相關(guān)，后四項(xiàng)是負(fù)相關(guān)。的相關(guān)關(guān)系。前四項(xiàng)是正相關(guān)，后四項(xiàng)是負(fù)相關(guān)。對(duì)燒結(jié)礦低溫還原粉化率影響最大的因素是燒結(jié)礦對(duì)燒結(jié)礦低溫還原粉化率影響最大的因素是燒結(jié)礦的的sio2、feo含量、燒結(jié)機(jī)速，其他的因素影響含量、燒結(jié)機(jī)速，其他的因素影響較小。降低燒結(jié)礦低溫還原粉化率的措施是嚴(yán)格控較小。降低燒結(jié)礦低溫還原粉化率的措施是嚴(yán)格控制混合料中制混合料中

6、tio2和和al2o3的含量，提高燒結(jié)礦的含量，提高燒結(jié)礦sio2和和feo含量，適當(dāng)提高機(jī)速，在保證燒好的含量，適當(dāng)提高機(jī)速，在保證燒好的前提下，使燒結(jié)礦的終點(diǎn)后移，提高燒結(jié)表面的點(diǎn)前提下，使燒結(jié)礦的終點(diǎn)后移，提高燒結(jié)表面的點(diǎn)火強(qiáng)度等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)在燒結(jié)料中蛇紋石的平均粒徑火強(qiáng)度等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)在燒結(jié)料中蛇紋石的平均粒徑從從2.68mm降到降到1.2mm，可使低溫還原粉化率從，可使低溫還原粉化率從41.4%降到降到35.9%。 武鋼二燒（機(jī)上冷卻工藝）燒結(jié)礦武鋼二燒（機(jī)上冷卻工藝）燒結(jié)礦feo含量含量8%左左右時(shí)，其低溫還原粉化率為右時(shí)，其低溫還原粉化率為40.15%43.5%，給高，給高爐冶煉帶來(lái)

7、影響。武鋼開(kāi)發(fā)了往燒結(jié)礦表面噴灑氯爐冶煉帶來(lái)影響。武鋼開(kāi)發(fā)了往燒結(jié)礦表面噴灑氯化鈣溶液新工藝，在成品皮帶的頭部安裝可調(diào)張角化鈣溶液新工藝，在成品皮帶的頭部安裝可調(diào)張角噴嘴，對(duì)噴嘴的數(shù)量、型式、張角和安裝位置以及噴嘴，對(duì)噴嘴的數(shù)量、型式、張角和安裝位置以及cacl2溶液的濃度、數(shù)量和噴灑方式等進(jìn)行了全面溶液的濃度、數(shù)量和噴灑方式等進(jìn)行了全面研究。研究。1991年轉(zhuǎn)入正式生產(chǎn)，當(dāng)噴灑濃度年轉(zhuǎn)入正式生產(chǎn)，當(dāng)噴灑濃度3%的的cacl2溶液時(shí)，低溫還原粉化率均降低溶液時(shí)，低溫還原粉化率均降低10.78%，取樣測(cè)定燒結(jié)礦水分僅為取樣測(cè)定燒結(jié)礦水分僅為0.2%，高爐槽下燒結(jié)礦，高爐槽下燒結(jié)礦粒度組成無(wú)明顯變

8、化。在粒度組成無(wú)明顯變化。在3號(hào)與號(hào)與4號(hào)兩座高爐進(jìn)行號(hào)兩座高爐進(jìn)行2個(gè)月的工業(yè)試驗(yàn)表明，校正后的產(chǎn)量分別提高了個(gè)月的工業(yè)試驗(yàn)表明，校正后的產(chǎn)量分別提高了7.94%和和4.22%，校正焦比分別下降，校正焦比分別下降2.36kg/t和和1.31kg/t。攀鋼、柳鋼、濟(jì)鋼等企業(yè)也進(jìn)行了噴灑。攀鋼、柳鋼、濟(jì)鋼等企業(yè)也進(jìn)行了噴灑cacl2溶液的試驗(yàn)與生產(chǎn)。柳鋼試生產(chǎn)得出，燒結(jié)溶液的試驗(yàn)與生產(chǎn)。柳鋼試生產(chǎn)得出，燒結(jié)礦低溫還原粉化率降低（從礦低溫還原粉化率降低（從1520%降至降至3%以下），以下），高爐增產(chǎn)高爐增產(chǎn)4.6%，焦比降低，焦比降低15.3kg/t。 2 選題的目的和意義 2.1張鋼礦粉的燒結(jié)

9、特性張鋼礦粉的燒結(jié)特性 張鋼燒結(jié)常用的幾種礦粉的化學(xué)成分見(jiàn)表張鋼燒結(jié)常用的幾種礦粉的化學(xué)成分見(jiàn)表2.1 在燒結(jié)生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)各種礦粉的含鐵品位，在燒結(jié)生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)各種礦粉的含鐵品位，sio2和和al2o3的含量進(jìn)行優(yōu)化，使之在燒結(jié)過(guò)程中的含量進(jìn)行優(yōu)化，使之在燒結(jié)過(guò)程中獲得合適的燒結(jié)性能。獲得合適的燒結(jié)性能。 產(chǎn)地品種tfesio2caomgoal2o3燒損h2o巴西巴西粗粉64.864.40.141.51.061.078.5澳大利亞pb粉61.783.910.131.141.435.799.5澳大利亞羅粉56.415.770.142.162.739.1010.5印度印粉62.774.160.

10、132.462.764.259.0中國(guó)鐵精粉66.643.341.221.910.888.0表表2.1張鋼燒結(jié)常用的幾種礦粉的化學(xué)成分張鋼燒結(jié)常用的幾種礦粉的化學(xué)成分2.2燒結(jié)配料方案的優(yōu)化燒結(jié)配料方案的優(yōu)化 國(guó)內(nèi)精粉是一種磁鐵礦，在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)氧化放熱，國(guó)內(nèi)精粉是一種磁鐵礦，在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)氧化放熱，適當(dāng)配加國(guó)內(nèi)精粉有利于提高燒結(jié)料層的溫度適當(dāng)配加國(guó)內(nèi)精粉有利于提高燒結(jié)料層的溫度 羅粉是一種典型的褐鐵礦，在燒結(jié)過(guò)程中的收縮比羅粉是一種典型的褐鐵礦，在燒結(jié)過(guò)程中的收縮比較大，導(dǎo)致燒結(jié)礦中的熱應(yīng)力比較大，過(guò)高的配比較大，導(dǎo)致燒結(jié)礦中的熱應(yīng)力比較大，過(guò)高的配比不利于提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度不利于提高燒結(jié)礦的

11、強(qiáng)度 pb粉也是一種褐鐵礦，與羅粉相比同化溫度稍高粉也是一種褐鐵礦，與羅粉相比同化溫度稍高一些，但不能大比例使用一些，但不能大比例使用 巴西粗粉中的巴西粗粉中的sio2含量較高，同化溫度低，適當(dāng)含量較高，同化溫度低，適當(dāng)配加部分巴西粗粉有利于改善燒結(jié)礦的成礦過(guò)程并配加部分巴西粗粉有利于改善燒結(jié)礦的成礦過(guò)程并提高燒結(jié)礦強(qiáng)度，但巴西粗粉的結(jié)構(gòu)比較致密，過(guò)提高燒結(jié)礦強(qiáng)度，但巴西粗粉的結(jié)構(gòu)比較致密，過(guò)高的配比不利于改善燒結(jié)礦的成礦過(guò)程高的配比不利于改善燒結(jié)礦的成礦過(guò)程 2.3 2.3 燒結(jié)礦成份對(duì)低溫還原粉化率的影響燒結(jié)礦成份對(duì)低溫還原粉化率的影響 1）feo含量對(duì)低溫還原粉化率的影響含量對(duì)低溫還原粉

12、化率的影響 有關(guān)資料表明低溫還原粉化率的變化趨勢(shì)有關(guān)資料表明低溫還原粉化率的變化趨勢(shì)與燒結(jié)礦與燒結(jié)礦feo含量變化相吻合，即隨著燒結(jié)含量變化相吻合，即隨著燒結(jié)礦礦feo含量的增加，低溫還原粉化率含量的增加，低溫還原粉化率（3.15mm）增大。）增大。 2）mgo含量對(duì)低溫還原粉化率的影響：含量對(duì)低溫還原粉化率的影響： 燒結(jié)礦燒結(jié)礦mgo含量與低溫還原粉化率的關(guān)系是：含量與低溫還原粉化率的關(guān)系是：mgo含量在含量在2.342.81%之間波動(dòng)時(shí)，低溫還原粉之間波動(dòng)時(shí)，低溫還原粉化率指標(biāo)呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后減小的趨勢(shì)。有關(guān)資料表明，化率指標(biāo)呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后減小的趨勢(shì)。有關(guān)資料表明，mgo含量對(duì)燒結(jié)礦低溫還原粉化

13、具有雙重影響，含量對(duì)燒結(jié)礦低溫還原粉化具有雙重影響，其含量過(guò)高，燒結(jié)礦顯微結(jié)構(gòu)中鐵酸鈣大量減少，其含量過(guò)高，燒結(jié)礦顯微結(jié)構(gòu)中鐵酸鈣大量減少，玻璃質(zhì)相對(duì)增加，導(dǎo)致強(qiáng)度下降，粉化指標(biāo)惡化。玻璃質(zhì)相對(duì)增加，導(dǎo)致強(qiáng)度下降，粉化指標(biāo)惡化。 3）燒結(jié)礦）燒結(jié)礦sio2含量對(duì)低溫還原粉化率的影含量對(duì)低溫還原粉化率的影響：響： 有關(guān)資料表明，在有關(guān)資料表明，在900以上的高溫下，以上的高溫下，fe3o4可以被還原，特別是可以被還原，特別是sio2存在時(shí)，存在時(shí)，更會(huì)加快它的還原，生成低熔點(diǎn)化合物鐵更會(huì)加快它的還原，生成低熔點(diǎn)化合物鐵橄欖石，隨著橄欖石，隨著sio2含量的提高，燒結(jié)礦的含量的提高，燒結(jié)礦的feo

14、升高，低溫還原粉化率（升高，低溫還原粉化率（+3.15mm）增大。增大。 4）al2o3對(duì)低溫還原粉化率的影響：對(duì)低溫還原粉化率的影響： 燒結(jié)礦中含有一定的燒結(jié)礦中含有一定的al2o3有利于四元系針有利于四元系針狀交織結(jié)構(gòu)的鐵酸鈣的形成，有利于提高狀交織結(jié)構(gòu)的鐵酸鈣的形成，有利于提高燒結(jié)礦強(qiáng)度。但過(guò)高有助于玻璃質(zhì)的形成，燒結(jié)礦強(qiáng)度。但過(guò)高有助于玻璃質(zhì)的形成，使燒結(jié)礦強(qiáng)度和低溫還原粉化率升高。使燒結(jié)礦強(qiáng)度和低溫還原粉化率升高。 5）堿度對(duì)低溫還原粉化率的影響：）堿度對(duì)低溫還原粉化率的影響： 一般情況下，堿度一般情況下，堿度1.82.0的高堿度燒結(jié)礦的高堿度燒結(jié)礦與低堿度和自熔性燒結(jié)礦比較，具有強(qiáng)

15、度與低堿度和自熔性燒結(jié)礦比較，具有強(qiáng)度好、還原性能好、低溫還原粉化率低等特好、還原性能好、低溫還原粉化率低等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)多年研究表明，在堿度點(diǎn)。國(guó)內(nèi)多年研究表明，在堿度1.62.0的的范圍內(nèi)，有一個(gè)強(qiáng)度最低點(diǎn)，這是因?yàn)榇蠓秶鷥?nèi)，有一個(gè)強(qiáng)度最低點(diǎn)，這是因?yàn)榇罅空杷徕}生成，在冷卻過(guò)程中發(fā)生相變，量正硅酸鈣生成，在冷卻過(guò)程中發(fā)生相變，體積膨脹，造成燒結(jié)礦破裂所致。有些燒體積膨脹，造成燒結(jié)礦破裂所致。有些燒結(jié)礦在堿度結(jié)礦在堿度1.51.7的范圍內(nèi)，低溫還原粉的范圍內(nèi)，低溫還原粉化率偏高，這與結(jié)晶顆粒粗大的骸晶狀菱化率偏高，這與結(jié)晶顆粒粗大的骸晶狀菱形赤鐵礦有關(guān)。形赤鐵礦有關(guān)。3 研究方案及進(jìn)度安排 3.1研究方法研究方法 1、根據(jù)含鐵原料的燒結(jié)特性，確認(rèn)合理的、根據(jù)含鐵原料的燒結(jié)特性，確認(rèn)合理的配礦方案。通過(guò)燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)和工業(yè)實(shí)驗(yàn)找配礦方案。通過(guò)燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)和工業(yè)實(shí)驗(yàn)找出最佳方案。出最佳方案。 2、采用預(yù)熱爐預(yù)熱空氣和煤氣、蒸汽預(yù)熱、采用預(yù)熱爐預(yù)熱空氣和煤氣、蒸汽預(yù)熱混合料、合理控制混合料水份和混合料、合理控制混合料水份和feo含量等含量等措施。措施。3.2 技術(shù)路線(xiàn)及試驗(yàn)方案技術(shù)路線(xiàn)及試驗(yàn)方案 含鐵原料的燒結(jié)特性燒結(jié)礦成份對(duì)低溫還原粉化率的影響確定燒結(jié)配案方案燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)工業(yè)實(shí)驗(yàn)合理的操作制度采用先進(jìn)工藝技術(shù)根據(jù)結(jié)果，找出最佳配礦方案和最佳操作制度圖3.1技術(shù)路線(xiàn)如圖