燒結礦低溫還原粉化指數(shù)的試驗與研究【研究薈萃】

1、張鋼對燒結礦低溫還原粉化率 的試驗與研究,姓名：何際多 導師：趙增武 2010年6月,1,行業(yè)特選,前言,受國內(nèi)鐵礦石資源和開發(fā)技術經(jīng)濟條件的限制，國內(nèi)鐵礦石產(chǎn)量嚴重不足，造成進口鐵礦石數(shù)年大幅度增長，進口依賴度將進一步增加。但是，隨著優(yōu)質(zhì)鐵礦粉供應緊張、價格逐年上漲，質(zhì)量逐步下降，對燒結生產(chǎn)造成較大影響。因此，合理地利用國內(nèi)外廉價鐵礦粉資源，生產(chǎn)高質(zhì)量的燒結礦以及獲得理想的經(jīng)濟效益是每個鋼鐵企業(yè)追求的目標。 燒結礦低溫還原粉化率（RDI）是燒結礦冶金性能的一個重要指標，燒結礦RDI的波動，不但直接影響到高爐料柱的透氣性，造成爐況不順，而且增加爐頂噴吹出量。因此燒結礦低溫還原粉化率直接關系到高

2、爐的順行生產(chǎn)，對提高高爐的技術經(jīng)濟指標起著舉足輕重的作用。,2,行業(yè)特選,1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀,目前我國寶鋼、攀鋼、武鋼等部分企業(yè)生產(chǎn)的燒結礦低溫還原粉化率較高，一般小于3.15mm達到3040%，接近日本平均水平（-3mm部分為36.3%）。 除以上幾個方面的技術措施外，國內(nèi)外還進行了以下試驗與生產(chǎn)：燒結使用復合熔劑；熔劑分加技術；混合料預壓燒結；煤氣無焰燒結；富氧點火；富氧燒結與富氧雙層燒結等。,3,行業(yè)特選,攀鋼研究得出，燒結礦低溫還原粉化率的只要原因是燒結礦晶粒粗大的骸晶菱形赤鐵礦含量占燒結礦的20%左右，通過提高FeO含量達68%，在燒結料中添加螢石或CaCl2等，都可以降低礦物熔點，增

3、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50.06%降到21.22%，而添加1%的CaCl2，其低溫還原粉化率可降到8.01%。,4,行業(yè)特選,寶鋼對可能影響低溫還原粉化率的10多個因素進行兩組多元線性回歸分析，結果指出，在波動范圍內(nèi)，燒結礦Al2O3、TiO2、MgO、燒結車速及燒結礦SiO2含量、堿度等六項與低溫還原粉化率有較強的相關關系。前四項是正相關，后四項是負相關。對燒結礦低溫還原粉化率影響最大的因素是燒結礦的SiO2、FeO含量、燒結機速，其他的因素影響較小。降低燒結礦低溫還原粉化率的措施是嚴格控制混合料中TiO2和Al2O3的含量，提高燒結礦SiO2和FeO含

4、量，適當提高機速，在保證燒好的前提下，使燒結礦的終點后移，提高燒結表面的點火強度等。通過實驗在燒結料中蛇紋石的平均粒徑從2.68mm降到1.2mm，可使低溫還原粉化率從41.4%降到35.9%。,5,行業(yè)特選,武鋼二燒（機上冷卻工藝）燒結礦FeO含量8%左右時，其低溫還原粉化率為40.15%43.5%，給高爐冶煉帶來影響。武鋼開發(fā)了往燒結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)張角噴嘴，對噴嘴的數(shù)量、型式、張角和安裝位置以及CaCl2溶液的濃度、數(shù)量和噴灑方式等進行了全面研究。1991年轉(zhuǎn)入正式生產(chǎn)，當噴灑濃度3%的CaCl2溶液時，低溫還原粉化率均降低10.78%，取樣測定燒結礦

5、水分僅為0.2%，高爐槽下燒結礦粒度組成無明顯變化。在3號與4號兩座高爐進行2個月的工業(yè)試驗表明，校正后的產(chǎn)量分別提高了7.94%和4.22%，校正焦比分別下降2.36kg/t和1.31kg/t。攀鋼、柳鋼、濟鋼等企業(yè)也進行了噴灑CaCl2溶液的試驗與生產(chǎn)。柳鋼試生產(chǎn)得出，燒結礦低溫還原粉化率降低（從1520%降至3%以下），高爐增產(chǎn)4.6%，焦比降低15.3kg/t。,6,行業(yè)特選,2 選題的目的和意義,2.1張鋼礦粉的燒結特性 張鋼燒結常用的幾種礦粉的化學成分見表2.1 在燒結生產(chǎn)中，應根據(jù)各種礦粉的含鐵品位，SiO2和Al2O3的含量進行優(yōu)化，使之在燒結過程中獲得合適的燒結性能。,表2.

6、1張鋼燒結常用的幾種礦粉的化學成分,7,行業(yè)特選,2.2燒結配料方案的優(yōu)化,國內(nèi)精粉是一種磁鐵礦，在燒結過程中會氧化放熱，適當配加國內(nèi)精粉有利于提高燒結料層的溫度 羅粉是一種典型的褐鐵礦，在燒結過程中的收縮比較大，導致燒結礦中的熱應力比較大，過高的配比不利于提高燒結礦的強度 PB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 巴西粗粉中的SiO2含量較高，同化溫度低，適當配加部分巴西粗粉有利于改善燒結礦的成礦過程并提高燒結礦強度，但巴西粗粉的結構比較致密，過高的配比不利于改善燒結礦的成礦過程,8,行業(yè)特選,2.3 燒結礦成份對低溫還原粉化率的影響,1）FeO含量對低溫還原粉化率

7、的影響 有關資料表明低溫還原粉化率的變化趨勢與燒結礦FeO含量變化相吻合，即隨著燒結礦FeO含量的增加，低溫還原粉化率（3.15mm）增大。,9,行業(yè)特選,2）MgO含量對低溫還原粉化率的影響： 燒結礦MgO含量與低溫還原粉化率的關系是：MgO含量在2.342.81%之間波動時，低溫還原粉化率指標呈現(xiàn)先增長后減小的趨勢。有關資料表明，MgO含量對燒結礦低溫還原粉化具有雙重影響，其含量過高，燒結礦顯微結構中鐵酸鈣大量減少，玻璃質(zhì)相對增加，導致強度下降，粉化指標惡化。,10,行業(yè)特選,3）燒結礦SiO2含量對低溫還原粉化率的影響： 有關資料表明，在900以上的高溫下，F(xiàn)e3O4可以被還原，特別是S

8、iO2存在時，更會加快它的還原，生成低熔點化合物鐵橄欖石，隨著SiO2含量的提高，燒結礦的FeO升高，低溫還原粉化率（+3.15mm）增大。,11,行業(yè)特選,4）Al2O3對低溫還原粉化率的影響： 燒結礦中含有一定的Al2O3有利于四元系針狀交織結構的鐵酸鈣的形成，有利于提高燒結礦強度。但過高有助于玻璃質(zhì)的形成，使燒結礦強度和低溫還原粉化率升高。,12,行業(yè)特選,5）堿度對低溫還原粉化率的影響： 一般情況下，堿度1.82.0的高堿度燒結礦與低堿度和自熔性燒結礦比較，具有強度好、還原性能好、低溫還原粉化率低等特點。國內(nèi)多年研究表明，在堿度1.62.0的范圍內(nèi)，有一個強度最低點，這是因為大量正硅酸

9、鈣生成，在冷卻過程中發(fā)生相變，體積膨脹，造成燒結礦破裂所致。有些燒結礦在堿度1.51.7的范圍內(nèi)，低溫還原粉化率偏高，這與結晶顆粒粗大的骸晶狀菱形赤鐵礦有關。,13,行業(yè)特選,3 研究方案及進度安排,3.1研究方法 1、根據(jù)含鐵原料的燒結特性，確認合理的配礦方案。通過燒結杯實驗和工業(yè)實驗找出最佳方案。 2、采用預熱爐預熱空氣和煤氣、蒸汽預熱混合料、合理控制混合料水份和FeO含量等措施。,14,行業(yè)特選,3.2 技術路線及試驗方案,圖3.1技術路線如圖,15,行業(yè)特選,3.3 工作計劃和進度安排,2009.082010.06 1、資料調(diào)研及資料學習，制訂研究實驗方案； 2、做燒結杯實驗和冶金性能實