烧结工艺优化的试验研究
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烧结富氧的工艺研究谢增(重庆科技学院,重庆中国 401331)摘要:通过改变天然气流量和氧气过剩系数以及氧气和空气的配比,在实验室进行了一系列点火烧结试验研究,重点考查富氧对烧结点火的影响。
研究表明,富氧烧结点火能够降低烧结点火能耗和减少CO2的排放量,同时点火温度上升,烧结料层表面固体燃料的利用率提高,并可获得良好的烧结矿产量、质量指标。
当天然气流量为2 m3.h-1,点火时间为1.5 min,助燃风为50%氧气+50%空气(体积分数),氧气过剩系数为1.9的情况下,烧结点火能耗为30.32 MJ.m-2,点火烟气中氧的体积分数为14.28%,所获得的烧结矿成品率和转鼓强度分别为72.32%和65.30%。
与助燃风为空气,其它条件不变的情况比较,烟气中氧的体积分数提高了5.17%,烧结矿成品率和转鼓强度分别提高了10.59%和1.97%。
关键词: 烧结富氧工艺烧结工艺法是在烧结生产过程中,将含有一定浓度的空气吹入烧结机上方,通过增加空气中的氧含量,进行富氧烧结的连续性生产,达到提高烧结矿产质量,降低固体燃耗的目的。
一种新型的烧结工艺生产方法,能够提高料层厚度,改善烧结矿粒度组成,降低固体燃耗,促使硫的顺利脱除。
富氧烧结工艺法是有效提高烧结矿产质量的新工艺、新方法。
富氧能改善烧结矿强度和粒度组成,降低返矿率且有利于烧结过程脱硫。
富氧浓度为21%~23%时,烧结矿的物理化学性能及产量指标最好。
烧结是一种氧化和还原的物理化学反应过程,烧结过程中的气氛是影响烧结指标和烧结矿质量的重要因素之一。
为了获得高质量的烧结矿,并提高烧结矿的产量,降低烧结过程的消耗,进行了铁矿石富氧烧结的试验研究。
众所周知,铁酸钙是烧结矿中理想的粘结相,具有良好的强度和还原性。
而要形成以铁酸钙为粘结相的烧结矿需要一定的客观条件,生成针状铁酸钙的最佳条件为:①比较高的碱度(CaO/SiO2一1.8~2.2),只有在高碱度条件下,CaO与Fe2O3的结合力才能比CaO与SiO2的结合力强;②比较低的烧结温度(磁铁矿原料1230~1250℃,赤铁矿1250~1270℃);③较高的高温保持时间,约2—3min ;④适宜的Al 2O 3含量,可以促进SFCA 的生成;⑤良好的氧化气氛,促进氧化,有利于SFCA 形成。
本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==烧结专题实验报告篇一:冷压烧结实验报告研究生课程实验报告《粉末冶金综合实验》课程名称超硬材料技术与应用姓名学号专业机械制造及其自动化任课教师教授开课时间 201X年3月课程实验提交时间:201X年 5月 20日一、实验目的通过本实验,对粉末冶金相关知识进行进一步学习,掌握粉末冶金的基本工艺,熟悉粉末成形和烧结过程研究方法及测试原理,培养粉末冶金相关研究的基本思路和初步能力,将课堂知识与实际试验联合起来。
二、实验仪器设备与材料(1)赛多利斯高精度天平(2)三维涡流混料机(3)YDH50T四柱液压机(4)真空热压烧结机(5)钴基粉末、铜基粉末图1 赛多利斯高精度天平图2 YDH50T四柱液压机图3 真空热压烧结机三、实验原理粉末冶金是由粉末成形和毛坯烧结这两道基本工序组成。
1、粉末成型粉末的冷压成型是将松散的粉末体加工成具有一定尺寸、形状,以及一定密度和强度的压坯。
冷压成型一般有普通模压法和特殊成型法。
前者是将金属粉末或其他混合粉末装在特定的压模内,通过压力机将其压制成型;而后者是指非模压成型,如静压成型,连续成型,无压成型等。
冷压前通常需经原材料的准备,如退火、各种元素粉末的混合、制粒及添加润滑剂等。
金属粉末的冷压成型过程:当对压模内的粉末施加一定压力后,粉末颗粒间将发生相对移动,粉末颗粒将充填空隙,使粉末体的体积减小,同时,粉末颗粒受压后,要经受不同程度的弹性变形和塑性变形,颗粒间产生一定的粘结,使压坯具有一定的强度;并且,由于压制过程中在压坯内聚集了较大内应力,当解除压力后,压坯会膨胀,也就是弹性后效,由于粉末体内应力的作用,需施加一定的压力把压坯从压模中取出,从而完成粉末冷压成型过程。
2、毛坯烧结粉末经过冷压成型后,粉末压坯虽然有了一定的机械强度,但是这种强度是粉末和粉末间的机械啮合,强度不高,不能满足实际使用要求,因此粉末经冷压成型后还需进行烧结。
页岩气钻井水基岩屑制备烧结砖工艺研究1. 引言1.1 背景介绍页岩气是一种非常重要的能源资源,然而在页岩气钻井过程中产生的大量废水常常会带来环境污染和资源浪费的问题。
为了解决这一难题,人们开始研究如何将页岩气钻井水进行资源化利用。
在这个过程中,研究人员发现可以通过提取其中的岩屑,进行适当的处理后将其用于制备烧结砖。
这种方法既可以有效地减少废水的排放,又可以实现岩屑的再利用,具有重要的环保和资源节约意义。
研究表明,页岩气钻井水中的岩屑资源非常丰富,而且其物理化学性质使其非常适合用于制备烧结砖。
岩屑经过一系列的处理工艺后,可以得到适合于砖瓦生产的原料。
而烧结砖具有优良的力学性能和耐久性,广泛应用于建筑领域。
通过将页岩气钻井水中的岩屑利用于制备烧结砖,不仅可以减少对传统砖瓦原料的需求,还可以减少对自然资源的开采。
这不仅有利于环境保护,还可以有效地促进资源的再利用。
对页岩气钻井水基岩屑制备烧结砖工艺的研究具有重要的意义,不仅可以解决环境污染和资源浪费问题,还可以为建筑领域提供更加环保和可持续的建筑材料。
1.2 研究意义研究的意义在于探索页岩气钻井水基岩屑制备烧结砖的工艺方法,实现对资源的有效利用和环境的保护。
通过这项研究,可以降低建筑领域对传统砖材的需求,减少对自然资源的开采和消耗。
将废弃的页岩气钻井水和岩屑转化为有用的建筑材料,实现资源的再利用,符合循环经济的发展理念。
使用烧结砖可以减少对传统砖材的依赖,降低建筑的能耗和二氧化碳排放,对于推动建筑行业的可持续发展具有积极意义。
这项研究具有重要的实践意义和社会效益,对于促进资源的可持续利用和环境的保护具有积极的意义。
1.3 研究目的研究目的是通过对页岩气钻井水基岩屑制备烧结砖工艺的深入研究,探索一种可持续发展的资源化利用方式。
具体目的包括:1. 确定页岩气钻井水基岩屑制备烧结砖的可行性,评估其在建筑领域的应用潜力。
2. 探索基岩屑制备砖的工艺流程和烧结砖的制备方法,优化生产工艺,提高砖块的质量和性能。
梅钢富氧烧结技术的研究与应用摘要:对梅钢3号烧结机进行富氧烧结试验研究,结果表明,富氧烧结效果显著。
富氧烧结改善了燃料利用率,降低了固体消耗,提高了烧结矿铁酸钙和粘结相含量,改善了烧结矿相结构,转鼓强度提高了1.52%,低温还原粉化率RDI+3.15和还原性RI指标均得到了优化,分别提高了0.328%和0.6%。
关键词:吹氧富氧点火氧气罩0 引言富氧烧结是通过提高点火助燃空气和抽入料层空气的含氧量,改善燃料燃烧条件,增强燃烧带的氧化气氛,综合已有的国内外研究成果和生产实践,对于富氧烧结在烧结生产中主要优点已达成以下共识。
首先,富氧烧结能提高燃料利用率,使得烧结液相生成量增加,保温时间延长,实现高氧位烧结,使烧结矿成品率及转鼓指数都随之升高。
其次,富氧烧结能提高烧结机生产效率。
另外,富氧烧结可使烧结料层中的固体燃料得到充分燃烧,提高其综合燃烧特性和燃料利用率,从而降低燃耗,实现厚料层烧结。
本文就梅钢3号烧结机富氧烧结的生产实践进行试验研究,设计了富氧烧结工艺流程图、供氧保温罩的结构形式、罩中供氧方式、系统研究了富氧烧结的效果,并对富氧烧结工作机理进行了探讨。
1 技术方案梅钢3号烧结机富氧烧结工艺由向烧结料层吹氧和富氧点火二部分构成,其工艺流程如图1所示。
烧结机氧气罩呈弧形,离点火器出口7米,通过支架罩在台车上,氧气罩上部开有一条0.5米宽的槽,用于烧结供风;氧气罩由四段组成,每段长3米(有4个氧气喷头),总长12米,喷头距料面480mm, 氧气喷头出口处压力约在0.04~0.06MPa。
富氧烧结在氧气压力高于4.5公斤的前提下启用,烧结操作人员通过调节阀调整氧气流量,当氧气压力低于0.45MPa时,调节阀自动切断烧结供氧。
2 富氧烧结工业试验结果与分析制定了适宜的富氧烧结工艺流程图,供氧保温罩的结构形式,罩中供氧方式,氧气管道吹扫方式和烧结安全用氧方案后,在烧结氧气流量1800米3/小时,料层吹氧流量1680米3/小时,烧结机速度1.70m/min,吹氧时间7分钟,罩内氧浓度22~24%,富氧点火流量120米3/小时,点火助燃空气富氧浓度2%的条件下,研究了富氧烧结的效果。
烧结配加硫酸渣的试验研究摘要:本课题旨在通过在昆玉钢铁使用的原料条件下,针对硫酸渣存在的资源优势,通过烧结工艺研究,在保证烧结矿产、质量的前提下,配加部分硫酸渣,降低烧结原料成本,为企业进一步创效。
关键词:硫酸渣配矿结构1.前言新疆昆玉钢铁有限公司配置210㎡带式抽风烧结机一台,设计利用系数1.31t/(㎡·h),供昆玉钢铁2座450m³高炉使用;目前受疆内钢铁产能影响,烧结压缩产能,昆玉以现有烧结机配置,结合自身原料条件,不断的优化生产工艺,降低生产成本及工序能耗。
硫酸渣作为一种富含铁元素的二次资源,还含有少量的铜、锌等元素,以及较高的有害元素硫,目前硫酸渣的二次利用率较低。
若能通过烧结工艺研究,实现硫酸渣在烧结的应用,将大大降低原料成本,为此昆玉烧结开始配加硫酸渣试验研究。
1 烧结配矿方案通过不同的配矿结构试验,验证了硫酸渣配加比例变化在低硅烧结条件下,烧结矿产、质量变化,寻求在昆玉原料条件下,配加硫酸渣的最佳比例及生产工艺控制参数。
1.1基准期(1)工艺控制以不配加硫酸渣烧结作为基准期,配矿基准为:烧结矿SiO2含量5.2~5.4%,碱度1.8~1.9,铺底料厚度20mm~30mm,料层厚度700mm~750mm,点火时间为1.5min,点火温度1100℃,烧结终点温度400℃~460℃,烧结矿FeO含量控制9%~11%,混合料水分7.5±0.2%。
为充分利用内循环物料,降低生产成本,对除尘灰、钢渣、氧化铁皮等物料与一定精粉进行预配料,经配料后称之为混匀料。
1.2试验期试验期配矿基准仍按照不配加硫酸渣时的配矿基准控制。
本次试验分阶段进行,第一阶段配加硫酸渣2%(配矿结构B),若烧结矿强度好、返矿稳定,稳定生产一段时间后,继续进一步试验;若烧结矿质量变差,相应的进行生产措施调整,待生产稳定后,提高硫酸渣配比至4.5%(配矿结构C),稳定生产一段时间后,提高硫酸渣配比至5.5%(配矿结构D),逐步分阶段验证不同硫酸渣配比下烧结矿质量变化。
太阳能电池导电银浆的烧结工艺研究报告1. 研究目标本研究旨在深入探究太阳能电池导电银浆的烧结工艺,通过对不同工艺参数的调整和优化,提高导电银浆的导电性能和稳定性,从而提高太阳能电池的转换效率和寿命。
2. 研究方法2.1 样品制备选取具有代表性的太阳能电池导电银浆样品,并按照常规制备方法制备一系列样品。
2.2 实验设计采用正交试验设计方法,选择影响导电银浆烧结工艺的关键因素进行组合,确定实验方案。
包括:•烧结温度:探究不同温度对导电银浆薄膜性能的影响;•烧结时间:考察不同时间对导电银浆薄膜性能的影响;•压力:研究不同压力下对导电银浆薄膜性能的影响。
2.3 实验过程根据实验设计方案,依次进行实验,记录每组实验的工艺参数和导电银浆薄膜的性能数据。
2.4 测试方法使用电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对导电银浆薄膜的形貌进行表征;采用四探针法测量导电银浆薄膜的电阻率;使用X射线衍射(XRD)分析导电银浆中晶体结构的变化。
2.5 数据处理利用统计学方法对实验数据进行分析,确定关键因素对导电银浆性能的主要影响,并建立数学模型。
3. 研究发现3.1 形貌表征通过SEM和AFM观察发现,在不同工艺参数下,导电银浆薄膜的形貌存在差异。
随着烧结温度的升高,颗粒间的结合更加紧密,颗粒尺寸变大;而烧结时间和压力对颗粒大小影响较小。
3.2 电阻率测试根据四探针法测量结果,发现烧结温度是影响导电银浆薄膜电阻率的重要因素。
随着烧结温度的升高,电阻率逐渐降低,表明导电性能提高。
烧结时间和压力对电阻率的影响相对较小。
3.3 XRD分析通过XRD分析发现,在不同工艺参数下,导电银浆中晶体结构存在差异。
随着烧结温度的升高,晶体结构更加完整,晶粒尺寸增大;而烧结时间和压力对晶体结构的影响不明显。
4. 结论通过对太阳能电池导电银浆烧结工艺的深入研究,得出以下结论:1.烧结温度是影响导电银浆薄膜性能的关键因素,适当提高烧结温度可以提高导电性能;2.烧结时间和压力对导电银浆薄膜性能的影响相对较小;3.导电银浆薄膜形貌、电阻率和晶体结构之间存在一定关联性;4.优化烧结工艺参数可以提高太阳能电池的转换效率和寿命。
第41卷 第5期 2006年5月钢铁Iron and Steel Vol.41,No.5May 2006烧结工艺优化的试验研究刘竹林1, 陈子林2, 汤乐云2(1.湖南冶金职业技术学院冶金系,湖南株洲412000; 2.湘潭钢铁公司烧结厂,湖南湘潭411101)摘 要:针对湘钢采用高铁低硅烧结的特点,虽然提高了入炉烧结矿品位,但会使烧结矿强度、粒度、冶金性能等明显变差。
采取添加蛇纹石的试验和生产,结果表明:烧结矿的SiO 2含量略有提高,但改善了高铁低硅烧结矿中液相少、强度差的状况,使返矿率下降,固体燃耗量降低,烧结矿的还原性和软熔性能得到改善。
针对湘钢高炉渣Al 2O 3含量高的实际情况,解决增加MgO 会影响烧结矿强度的问题;工业试验表明:用轻烧白云石部分代替白云石对烧结矿的产量没有明显的影响,转鼓强度稍有提高,固体燃耗明显下降,高炉利用系数提高,焦比下降,炉渣流动性好。
在降低烧结矿低温还原粉化率方面,喷洒约3%CaCl 2溶液是非常有效的。
关键词:烧结生产;工艺优化;转鼓强度;低温还原粉化率中图分类号:TF52 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2006)0520015205Experimental Study on Optimization of Sintering T echnologyL IU Zhu 2lin 1, C H EN Zi 2lin 2, TAN G Le 2yun 2(1.Metallurgical Department of Hunan Metallurgical Professional T echnology College ,Zhuzhou 412000,Hunan ,China ;2.Sintering Plant of Xiangtan Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Xiangtan 411101,Hunan ,China )Abstract :In spite of that charge quality for sintering was improved through using low silicon sinter ,but the strength ,size and metallurgical properties of sinter were deteriorated.It was found that serpentine addition makes liquid phase and strength increased ,return fine and solid f uel consumption reduced and reduction 2softening behavior of sinter improved ,in spite of small increase of SiO 2in sinter.Due to high Al 2O 3in blast f urnace slag ,and the in 2fluence of MgO in sinter on it ’s sinter strength was studied ,the industrial experiment showed that replacement of dolomite with lightly fired dolomite partly has small effect on productivity ,but the drum strength is increased ,solid fuel consumption is reduced ,the productivity of BF has increased with lower coke rate and the fluidity of slag is higher.Spraying with 3%CaCl 2reagent is very effective for RDI (reduction degradation index ).K ey w ords :sintering production ;technical optimization ;drum strength ;RDI作者简介:刘竹林(19652),男,硕士生,副教授; E 2m ail :liuzhulin60@ ; 修订日期:2005211206 精料关系到高炉的利用系数、焦比及质量等重要技术经济指标。
而高炉精料实际上是要生产足量的优质烧结矿,要求烧结矿品位高、二氧化硅低、冶金性能好、化学成分稳定[1~3]等。
湘钢烧结厂近几年对此进行了大量的研究与生产实践,并取得了显著的成绩,高炉利用系数由前几年的1.2t/(m 3・d )提高到了目前的2.6t/(m 3・d ),燃料比由650kg/t 降到了500kg/t 左右。
1 高铁低硅烧结矿的冶金性能实践表明,在碱度相同的前提下,SiO 2的质量分数下降0.8%,烧结矿品位提高1.5%。
但由于SiO 2含量的下降,烧结矿生产中会带来液相量减少、烧结矿强度降低、平均粒度变小、冶金性能变差、返矿率增加等问题[4~6]。
高铁低硅烧结矿的矿物组成和矿相研究发现,烧结矿中形成了一定量的铁酸钙,但单独、明显的针状铁酸一钙、粗条状铁酸二钙并不很多,绝大部分的铁酸钙呈熔蚀状,与Fe 3O 4形成互熔体较多,这些互熔体大部分互连,是烧结矿的骨架。
钙铁橄榄石以颗粒状嵌布在铁矿物中,一般颗粒为0.05mm ×0.03mm ,起一定的胶结作用,但颗粒细小,胶结作用力不大。
少量硅酸钙以大小不同的条状出现,偶尔见到集合体。
烧结矿以中孔厚壁结构为主,少量存在大孔薄壁结构,块状玻璃质分布在孔洞周围,烧结矿内无骸晶Fe 2O 3。
因此,高铁低硅烧结虽然提高了入炉烧结矿品位,但使烧结矿强度、粒度、冶金性能等明显变差,为此进行添加蛇纹石试验研究和在二烧进行添加蛇纹石的生产实践。
1.1 添加蛇纹石的试验研究添加蛇纹石时其他原料配比保持不变,不同蛇钢 铁第41卷表1 不同蛇纹石配比时烧结矿化学成分T able1 Chemical composition of sinters with different greenalite content%编号蛇纹石配比w(TFe)w(CaO)w(MgO)w(Al2O3)w(FeO)w(SiO2)转鼓强度1057.789.11 2.00 1.559.10 4.5662.9320.557.409.44 2.00 1.559.08 4.7263.513 1.056.909.67 2.00 1.539.00 4.8865.604 1.556.4010.26 2.19 1.518.90 4.9765.805 2.056.3010.27 2.20 1.518.80 5.1265.82铁酸钙—浅蓝色、熔蚀状; Fe3O4—浅白色、熔蚀状; 钙铁橄榄石()—灰色、粒状;孔洞—黑色; 钙铁橄榄石(b)—灰色、板状; 互熔体—白色、连体状(a)铁酸钙; (b)钙铁橄榄石图1 烧结矿中矿物组成的分布Fig.1 Mineralogy of sinter纹石配比时,烧结矿化学成分列入表1。
从成分看不出明显的优势,但研究其矿相及矿物组成可知:当给烧结矿中配入1.5%~2.0%的蛇纹石后,其矿相及矿物结构发生了变化,烧结矿中铁酸钙形成得很好,熔蚀成片(图1),是烧结矿的主要矿物和主骨架。
部分区域呈现Fe2O3与Fe3O4紧密交织,起了良好的固相固结作用。
添加的蛇纹石基本软熔渣化,硅、镁都进入熔体,在蛇纹石周围和流经的地方都有明显的彩色铁酸镁形成,局部有集中现象。
铁酸镁与其他矿物胶结较好,含量有所增加,这也是烧结矿结构强度提高的原因之一。
另一方面,高强度的钙铁橄榄石矿物增多变大,与铁矿物紧密胶连(图2)有利于烧结矿显微结构强度的提高。
该烧结矿是以铁酸盐液相粘结为主,硅酸盐液相为辅助的固结模式。
因此,增加两液相的含量及粘结程度,均有利于提高烧结矿强度。
在大多数微区里,都有熔蚀状的铁酸钙及熔体,这些熔蚀状铁酸钙互连良好形成一种高强度的微观结构,也是烧结矿的基体骨架。
蛇纹石渣化后,SiO2进入熔体,少量形成了黑条状的硅酸钙,大部分形成了钙铁橄榄石。
钙铁橄榄石的晶形变粗变大,一些微区内常能见到钙铁橄榄石的板状集合体与其他矿物紧密胶结,其强度大幅度提高。
这是因为蛇纹石熔化后,流动性好,硅容易与铁、钙接触反应所致。
以上试验研究表明:添加蛇纹石可以改善烧结矿物组成和矿相结构,从而提高烧结矿强度,降低烧结矿返矿率,增大烧结矿平均粒度,达到改善高炉透气性,提高产量的目的。
1.2 添加蛇纹石的生产实践配加1.5%的蛇纹石后,烧结矿的转鼓强度、粒度以及返矿率等指标明显改善(表2)。
表2 烧结矿指标的变化T able2 I ndexes of sinter before and after adding greenalite 项目转鼓强度/%粒度/mm返矿率/%w(SiO2)/%添加前64.2341.6023.50 4.60添加后65.7656.3019.13 4.90・61・第5期刘竹林等:烧结工艺优化的试验研究 (1)烧结矿中原生矿减少。
一方面,蛇纹石的主要成分是硅酸镁,能在低温下快速形成液相。
而矿粉中的SiO 2是以石英态的形式存在,低温下只有部分FeO 、SiO 2和铁酸钙形成少量液相。
另一方面,蛇纹石的粒度细,它在混合料中分布均匀,SiO 2能充分反应,使液相增加,并使颗粒易于粘结;而烧结过程中液相形成的速度和液相量及液相的保持时间决定了颗粒被矿化和包裹的程度,因此添加蛇纹石后,原生矿减少,改善了入炉矿的冶炼性能。
(2)料层厚度提高20mm ,强度指标改善,返矿率降低。
由于使用蛇纹石后,低熔点产物的生成降低了整个体系的熔点和粘度,使烧结过程的液相生成充分,改变了矿物的晶体结构,粘结相中强度最好的铁酸钙含量增加,强度最差的玻璃相减少,所以烧结矿强度得到了改善。
(3)固体燃耗下降。
配加蛇纹石后,吨铁原料焦粉用量减少了约3kg 。
这是由于蛇纹石是一种硅酸盐,相对石英态的SiO 2熔点低,在低温下即可形成液相;同时因蛇纹石粒度细,容易发生反应,需要的热量较少。
(4)透气性改善。
使用蛇纹石后,烧结料层透气性得到改善,300Pa 左右。
烧结时间缩短,垂直烧结速度加快,烧结矿的成品率相应提高。
由于公司限产,在产量数据上未能反映出来。
(5)对原料的适应性增强。
添加蛇纹石后,改善了原料的烧结性能,能弥补资源紧缺条件下带来的不足。