关于低硅烧结的探讨
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烧结矿强度和粒级组成影响因素分析2008年全国炼铁技术交流会论文集烧结矿强度和粒级组成影响因素分析刘福泉王树立顾爱军(宣钢炼铁厂)摘要:本文结合宣钢炼铁厂及相关单位的研究成果,综合分析了影响烧结矿强度和粒度组成的因素和对策。
关键词:烧结矿强度粒度组成1 前言烧结矿强度及粒级组成是烧结矿质量的重要内容,没有合格的强度和适宜的粒级组成,就很难谈得上烧结矿的质量,烧结矿强度及粒级组成对高炉冶炼有着明显的影响,根据日本、前苏联、首钢、本钢的生产统计,烧结矿-5mm粒级每增加1%,将影响高炉焦比0.5%,影响高炉产量0.5-1.0%。
根据一些专家研究成果表明,烧结矿强度及粒级组成的影响因素是多方面的和复杂的,既有碱度和矿物组成,SiO、MgO和AlO等化学成分方面的影响,又有配碳量和FeO含量,热返矿粒度和返223矿量、熔剂和燃料粒度、配矿及反应性的影响,还有料层厚度、抽风负压和冷却速度等工艺操作参数方面的影响。
2 宣钢炼铁厂烧结矿强度及粒级组成与同类型企业比较表1烧结矿粒级组成 %碱度 2厂家烧结机面积m FeO% 强度% 倍 +40 40-25 25-16 16-10 10-5 -5 柳钢 50 1.70 6.03 20.85 27.51 39.41 12.21 69.5湘钢 50 2.0 6.70 4.46 14.24 17.96 28.63 28.56 6.07三明24×5 8.5 10.72 15.19 4 8.17 22.47 3.45 67.61唐钢60×3 5.6 20.3 56.30 13.70 4.1 78.30济钢36×2 8.03 24.62 52.53 10.34 4.66 85.81 太钢一烧 90 9.54 27.69 28.92 18.61 13.01 12.51 4.06 69.87 太钢二烧 90 9.39 22.50 18.81 11.64 14.47 25.00 9.33 73.058台累 1.90 7.48 13.59 21.78 23.09 17.63 17.68 5.21 77.08 武钢烧结厂入炉粒级 8.69 12.65 50.42 25.81 2.43 首钢二烧 78 1.91 9.12 13.36 21.70 38.23 23.29 3.42 87.37 宣钢一烧86×2 2.30 9.32 7.98 17.95 28.51 28.68 13.13 3.75 78.60 宣钢二烧64×2 2.30 9.28 6.53 15.97 27.15 30.93 15.87 3.55 78.20 宣钢三烧36×4 2.30 7.47 20.71 25.52 22.56 16.81 6.93 80.6 宣钢四烧36×2 24.09 33.22 20.81 12.48 6.85 2.54 81.2说明由于各烧结厂家测定烧结矿强度、粒级的地点、采样方法不统一,数据可比性不强。
烧结矿低温还原粉化影响因素研究进展摘要:影响高炉生产稳定性的重要参数之一是烧结矿低温降尘指数。
低温还原粉现象是由于还原气体作用下将烧结矿中再生的铁、氧和铁转化为晶格,造成机械作用下的严重碎裂和粉尘。
对钢生铁成本构成的分析表明,烧结原料成本占生铁成本的44.85%至58.54%。
因此,降低用于烧结的原材料成本对于降低铁水成本至关重要,使用大量廉价矿物是实现用于烧结的低成本原材料结构的重要手段。
因此,必须和有必要分析影响烧结矿山低温除尘的因素,以促进高炉正常运转并降低结构成本。
关键词:烧结矿;RDI;影响因素;优化研究;前言烧结矿质量直接影响高炉生产的良好运行。
烧结矿低温降尘性能(RDI)是炉料下降400 ~ 600 c时不同程度粉尘的指标。
严重粉尘影响高炉的渗透性,破坏了高炉的良好运行,对高炉产生了很大影响。
数据显示,低温降尘指数(RDI+3.15)增加了5%,高炉产量增加了1.5%,结焦率下降了1.55%。
因此,提高烧结矿低温降尘指数对高炉生产具有重要意义。
一、影响烧结低温还原粉化因素的分析1.原料结构的影响烧结矿含有粗红铁矿石,即完全结晶的未还原死红铁矿石,冷却时对Fe3O4进行氧化,形成再生红铁矿石。
大部分回收的红铁矿位于烧结矿的空洞周围。
高炉修复开始时,红钻型红钻矿从Fe2O3恢复到Fe3O4,然后体积膨胀和粉化。
红铁矿石再生有两种生产模式赤铁矿-磁铁矿的还原工艺是控制磁铁矿生产的瓶颈。
随着褐煤开采比的提高,原层的渗透性得到了提高。
氧化气氛占主导地位,降低了红铁矿转变成铁矿石的可能性,减少了烧结矿山回收红铁矿的数量。
采用压力、适当用水控制和加强燃料分散管理等控制技术,减少了褐煤对烧结矿质量的不利影响。
2.FeO料层厚度的影响两个单位的RDI值随着烧结矿铁含量的增加而增加,烧结矿的Fe2O3含量随铁质含量的增加而减少,从而降低了红铁矿的延伸率。
但是,控制铁的高度降低了烧结矿的可逆性,燃料消耗的增加增加了生产铁水的成本。
烧结工艺理论知识(全面)第一章烧结生产概述§1-1 烧结生产在冶金工业中的地位一、简述烧结工艺的产生和发展烧结方法在冶金生产中的应用,起初是为了处理矿山、冶金、化工厂的废气物(如富矿粉、高炉炉尘、扎钢皮、炉渣等)以便回收利用。
随着钢铁工业的快速发展,矿石的开采量和矿粉的生成量亦大大增加。
据统计,每生产1t生铁需1.7~1.9t铁矿石,若是贫矿,需要的铁矿石则更多。
另外,由于长期的开采和消耗,能直接用来冶炼的富矿愈来愈少,人们不得不大量开采贫矿(含铁25%~30%)。
但贫矿直接入炉冶炼是很不经济的,所以必须经过选矿处理。
选矿后的精矿粉,在含铁品位上是提高了,但其粒度不符合高炉冶炼要求。
因此,对开采出来的粉矿(0~8mm)和精矿粉都必须经过造块后方可用于冶炼。
我国铁矿资源丰富,但贫矿较多,约占80%以上,因此,冶炼前大都需经破碎、筛分、选矿和造块等处理过程。
烧结生产的历史已有一个多世纪。
它起源于资本主义发展较早的英国、瑞典和德国。
大约在1870年前后,这些国家就开始使用烧结锅。
我国在1949年以前,鞍山虽建有10台烧结机,总面积330m2,但工艺设备落后,生产能力很低,最高年产量仅几十万吨。
我国铁矿石烧结领域取得的成就,概括起来包括以下几个方面:(1)烧结工艺:自1978年马钢冷烧技术攻关成功后,一批重点企业和地方骨干企业基本完成了热烧改冷烧工艺。
部分企业建成原料混匀料场,并投入使用,绝大多数钢铁企业实现了自动化配料、混合机强化制粒、偏析布料、冷却筛分、整粒及铺底料技术。
(2)新工艺、新技术开发和应用:如高碱度烧结矿技术、小球烧结技术、低温烧结技术、低硅烧结技术等,在钢铁企业得到推广应用,并取得了显著的效益。
(3)设备大型化和自动化:20世纪50年代,我国最大烧结机75m2,60年代130 m2,80年代265m,90年代宝钢二、三期和武钢等450m烧结机相继投产,这些都是我国自行设计、自行制造,并实现自动化生产的。
高炉精料的思考国内外高炉炼铁的实践表明, 精料对高炉炼铁科技进步的影响率在70% 左右。
精料工作是高炉的基础, 精料技术是钢铁企业的核心竞争优势, 是成本领先的关键。
精料技术分析炼铁高炉的精料技术要重点突出“高品位、高强度、高碱度、高熟料率、净炉料、粒度均匀、稳定性好、有害杂质少、冶金性能好”等技术特点。
精料的基本因素包含入炉矿品位高、矿石的冶金价值高、烧结矿和球团矿的强度高、烧结矿碱度高等内容。
1 高品位的入炉矿国际上最先进水平高炉的入炉矿品位为64%, 其相应渣量在150㎏/t 铁左右。
提高入炉矿品位的方法如下:(1) 配用高品位的矿石。
进口矿的品位高, 能有效地提高入炉矿品位。
(2) 烧结采取高铁低硅新技术。
“吃百家矿”的企业, 尽可能选购高铁低硅的矿粉, 提高烧结原料的品位, 同时采取高铁低硅新技术生产高品位烧结矿。
低Si02 烧结矿不仅具有良好的还原性能, 还有较好的高温冶金性能。
(3) 球团矿提高品位的方法是: 将矿粉磨细, 提高精矿细度,-200目含量≥70%, 品位≥6 8%;减少皂土用量, 提高球团矿的品位;降低球团矿Si02 含量, 对于提高品位、改善球团矿性能也有良好的作用。
2 矿石的高冶金价值冶金价值是指根据矿石的品位、脉石含量、有害元素含量、烧损、矿石的强度、冶金性能、矿石的自熔性以及冶炼过程的消耗等因素,计算出来的吨铁矿价值。
钢铁企业可以依据矿石的冶金价值评价矿石,也可以用来评价精料的水平。
企业应依据矿石的冶金价值制定出采购矿石标准, 这个标准要随着矿石、焦炭、生铁价格的变化而变化, 要不断进行调整。
某些企业在采购铁矿石时强调采购成本降低, 认为这是为企业降低了生产成本, 显然是不科学的。
我们应当关注的是, 低品位矿石在高炉炼铁过程中所造成的产量下降、焦比升高、高炉顺行变差、喷煤比减少等方面的影响, 远远大于购买低品位矿石所节省的成本。
3 烧结矿和球团矿的高强度生产实践表明: 在其它条件比较理想的情况下, 入炉烧结矿和球团矿的转鼓指数稳定升高1%, 高炉产量将提高1.9% 左右。
烧结降低返矿率的技术措施贾占民,贺宝军(唐山市德龙钢铁有限公司烧结厂,河北乐亭063600)摘要:唐山德龙230m 2烧结机实行“高铁低硅”生产模式以来返矿矿率高,影响了产量和经济技术指标的提升。
对230m 2烧结机返矿率高的原因作了分析,通过治理设备漏风、调整原料结构,采取高料温、厚料层烧结和严控终点温度等技术措施,使返矿率逐步降低。
关键词:治理漏风;原料结构;高料温;厚料层;筛分效率;返矿率Metallurgy and materials作者简介:贾占民(1980-),男,山西曲沃人,大学本科,工程师,研究方向:烧结节能。
唐山德龙产能不匹配,一台230m 2烧结机供两座高炉用料,烧结产能低是不争的事实,尤其是两座高炉全部扩容以后,为满足高炉产量的需求,烧结采用“高铁低硅”战略来满足高炉用量要求,此生产模式使烧结矿液相量减少,强度差,粉率高,因此如何使成矿率不断提高,返矿率逐步降低,成为生产难题。
返矿率高,一方面会造成入炉烧结矿的减少,生铁成本的升高;另一方面返矿返回到烧结,造成烧结能耗和加工成本的增加。
1烧结目前的生产现状1.1设备漏风率高唐山德龙230m 2烧结机于2008年3月份投产,烧结机运行已10余年,设备漏风率高,通过对烧结抽风系统的观察、分析,认为漏风主要集中在以下几个部位:A 、主抽风机与风箱之间的漏风;B 、头尾密封装置与台车底面之间的漏风;C 、烧结机台车本体漏风;经测定烧结抽风系统漏风率高达62%,致使烧结有效风量降低,无法实现厚料层烧结,只能“薄铺快转”,造成烧结料面表层返矿增多,返矿率升高。
1.2原料结构铁料结构以高品位物料卡粉、pb 粉、巴混等为主,烧结矿品位在56%以上,烧结矿SiO 2在4.8%以内,含SiO 2量低造成烧结矿液相量少,烧结矿强度差,返矿率高。
1.3筛分效率烧结筛分系统由2套冷矿筛组成,正常为一备一用,但由于筛板形式的不同,单独使用1#冷筛时自循环返矿较少,返矿率较高;单独使用2#冷筛时自循环返矿较多,返矿率较低,但烧结固耗及烧结成本升高。
低熔点玻璃粉烧结工艺
低熔点玻璃粉烧结工艺是一种将低熔点玻璃粉末通过加热和压缩使其形成坚固的块状产品的方法。
这种工艺通常用于制造具有特定形状和特性的玻璃制品,如玻璃器皿、光学元件等。
低熔点玻璃粉烧结工艺的主要步骤如下:
1. 准备玻璃粉:选择合适的玻璃粉末,通常是具有较低熔点的玻璃材料,如硼硅酸盐玻璃、硼酸玻璃等。
2. 混合:将玻璃粉末与其他添加剂进行混合,以改善烧结性能和产品特性。
3. 压制:将混合的材料放入模具中,然后施加适当的压力使其形成块状产品。
4. 烧结:将压制得到的块状产品置于特定的高温炉中进行烧结。
在烧结过程中,玻璃粉末会逐渐熔化并与其他粒子结合形成坚固的产品。
5. 冷却:经过烧结的产品在炉中冷却,使其渐渐降至室温。
6. 后处理:根据需要,对烧结得到的产品进行后处理,如打磨、抛光、涂层等。
7. 检验:对成品进行质量检验,确保其满足规定的要求。
低熔点玻璃粉烧结工艺具有烧结温度低、成型能力强、制造成本相对较低等优点,适用于制造各种形状和尺寸的玻璃制品。
然而,该工艺也存在一些挑战,如烧结过程中可能出现气孔、烧结不均匀等问题,需要通过优化工艺参数和材料配方等手段来解决。
有机硅低沸物的处理方法有机硅低沸物是一种常见的有机化合物,它在工业生产中被广泛应用。
然而,由于其挥发性较强,对环境和人体健康都有一定的危害性。
因此,有机硅低沸物的处理方法显得尤为重要。
一、物理处理方法1.吸附法吸附法是一种常见的有机硅低沸物处理方法。
通过将有机硅低沸物吸附在吸附剂表面,达到去除有机硅低沸物的目的。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
吸附法处理有机硅低沸物的优点是操作简单、成本低,但是吸附剂的再生和处理也是一个难点。
2.冷凝法冷凝法是一种将有机硅低沸物从气态转化为液态的处理方法。
通过将有机硅低沸物气体冷却至低于其沸点的温度,使其凝结成液态,从而达到去除有机硅低沸物的目的。
冷凝法处理有机硅低沸物的优点是处理效率高、处理效果好,但是需要消耗大量的能源。
二、化学处理方法1.氧化法氧化法是一种将有机硅低沸物氧化成无害物质的处理方法。
常用的氧化剂有过氧化氢、高锰酸钾等。
氧化法处理有机硅低沸物的优点是处理效率高、处理效果好,但是需要消耗大量的氧化剂。
2.还原法还原法是一种将有机硅低沸物还原成无害物质的处理方法。
常用的还原剂有亚硫酸钠、亚硝酸钠等。
还原法处理有机硅低沸物的优点是处理效率高、处理效果好,但是需要消耗大量的还原剂。
三、生物处理方法1.生物降解法生物降解法是一种利用微生物将有机硅低沸物降解成无害物质的处理方法。
常用的微生物有细菌、真菌等。
生物降解法处理有机硅低沸物的优点是处理效率高、处理效果好,但是需要消耗大量的微生物。
2.植物吸收法植物吸收法是一种利用植物将有机硅低沸物吸收并转化成无害物质的处理方法。
常用的植物有水稻、菜豆等。
植物吸收法处理有机硅低沸物的优点是处理效率高、处理效果好,但是需要消耗大量的植物。
综上所述,有机硅低沸物的处理方法有物理处理方法、化学处理方法和生物处理方法。
不同的处理方法有着各自的优缺点,需要根据实际情况选择合适的处理方法。
同时,还需要注意处理过程中的安全问题,保障环境和人体健康。
关于低硅烧结的探讨
【摘要】适当降低烧结矿SiO2,一方面能提高烧结矿品味进而提高高炉入炉品味,另一方面可减少高炉渣量,改善高炉冶炼条件,对降低焦比,提高利用系数和稳定炉况具有深远的意义。
【关键词】低硅高品位烧结矿;烧结性能;还原机理;节能降耗
前言
随着炼钢技术的发展,生铁中的硅作为发热剂的意义早已不很重要,为了满足无渣或少渣炼钢的需要,炼钢生铁含硅量逐渐降低。
同时,低硅生铁对于铁水炉外预处理(脱磷、脱硫)是有益的。
再者,冶炼低硅生铁对降低焦比提高产量也是很有益的。
一般生铁中硅(Si)每降低1%,焦比降低4~7kg/t铁。
最近l0年来,国内外高炉冶炼低硅生铁有新的进展和突破。
我国炼钢生铁含硅量在20世纪70年代ω(Si)为0.8%左右,现在也降低到0.6%左右,大型高炉铁水含硅量已降低到规(Si)为0.2%~0.4%。
1 还原机理
高炉内硅的还原是按照SiO2→SiO→Si的顺序逐级进行的。
高炉中硅还原进入生铁的过程主要是在滴落带进行,并以SiO气体为中介还原转入铁水中。
(SiO2)+C=SiO+CO
SiO+[C]=[Si]+CO
[Si]+2(MnO)=2[Mn]+SiO2
[Si]+2(FeO)=2[Fe]+(SiO2)
2 降低生铁含硅量的途径:
(1)有效降低烧结矿含硅量,是降低高炉冶炼渣量,也就是减少SiO2的来源,抑制硅的还原反应,从而降低生铁[Si]含量。
(2)有效降低烧结矿含硅量,是提高烧结矿品味进而提高高炉入炉品味的最直接有效途径。
高炉冶炼表明:入炉品味每提高1%,焦比下降2%,产量提高3%。
可见低硅烧结对高炉冶炼中降低焦比,提高生铁产量有着客观的经济效益。
(3)有效降低烧结矿含硅量,是提高炉渣的二元和三元碱度炉渣的二元碱
度指m(Cao)/m (SiO2),三元碱度指m(CaO+MgO)/m(SiO2)。
提高炉渣的二元和三元碱度,可降低炉渣中SiO2的反应性,从而可以抑制硅的还原。
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3 低硅烧结工艺优化探讨
3.1 低硅烧结的意义
低SiO2烧结矿,一般是指烧结矿中的SiO2含量低于5.0%的烧结矿,它具有以下优点:使入炉品位提高,渣量减少;改善烧结矿冶金性能,尤其是其软熔温度升高、软熔区间变窄,可使高炉的软熔带位置下移,厚度变薄,有利于高炉内间接还原发展和料柱透气性和透液性的改善。
这对大喷煤量下的高炉顺行,有着重要的意义。
3.2 烧结矿成矿机理
烧结矿成矿机理包括固相反应、液相生成及冷凝结晶三个过程。
结矿的固结主要依靠发展液相来完成。
固相反应形成的低熔点化合物足以在烧结温度下生成液相。
随着燃料层的移动,温度升高,各种互相接触的矿物又形成一系列的易熔化合物,在燃烧温度下形成新的液相。
液滴浸润并溶解周围的矿物颗粒而将它们粘结在一起;相邻液滴可能聚合,冷却时产生收缩;往下抽入的空气和反应的气体产物可能穿透熔化物而流过,冷却后便形成多孔、坚硬的烧结矿。
由此可见,烧结过程中产生的液相及其数量直接影响烧结矿的质量和产量。
3.3 烧结过程主要典型液相生成。
(1)FeO-SiO2铁橄榄石液相体系
铁矿粉中的FeO和SiO2接触紧密,在烧结过程中易于化合成2FeO·SiO2(铁橄榄石),其熔点为1205℃。
2FeO·SiO2还可同SiO2或FeO组成低熔点共晶混合物。
这个体系是生产低碱度酸性烧结矿的主要粘结相。
其生成条件是必须有足够数量的FeO和SiO2。
FeO的形成需要较高的温度和还原性气氛。
SiO2则主要取决于精矿品位和矿石类型。
酸性脉石矿品位提高,则SiO2降低,但总含有一定量的SiO2。
2FeO·SiO2是难还原物质,以它为主要粘结相的烧结矿强度好,但还原性差。
(2)CaO-SiO2液相体系
当生产自熔性烧结矿时,外加CaO与矿粉中的SiO2作用,在烧结过程中,生成两种可熔的硅酸钙液相,即硅灰石CaO·SiO2(CS),熔点为1544℃,它与SiO2在1486℃时形成最低共熔点;硅钙石3CaO·2SiO2(C3S2),熔点为1475℃。
它与CaO·SiO2在1455℃时形成最低共熔点。
由于硅酸钙液相体系的化合物和固溶体熔化温度较高,在1430℃以上。
在烧结的温度条件下产生此液相不会很多。
(3)CaO-Fe2O3铁酸钙液相体系
形成铁酸钙液相体系的条件是CaO与Fe2O3同时存在。
当温度达到1300℃左右时,烧结料中出现熔体,熔体中CaO与SiO2(或FeO)的亲和力较CaO与Fe2O3的亲和力大得多,所以CaO·Fe2O3中的Fe2O3将被SiO2置换出来,甚至被还原为FeO。
只有当CaO大量存在,在与SiO2和FeO结合后还有多余的CaO时,才会出现较多的铁酸钙。
因此只有碱度高时,铁酸钙液相才能起到主要粘结作用。
提高精矿品位,降低SiO2含量对形成铁酸钙液相是有利的。
Fe2O3在1300℃以上的高温下不稳定,为保证其存在,必须保持较低的烧结温度和较强的氧化性气氛。
(4)CaO-FeO-SiO2钙铁液相体系
提高碱度,增加烧结料中的CaO量可降低液相生成温度,当CaO含量为10~20%的范围内,这个体系化合物的熔化温度范围大部分都在1150℃之内。
钙铁橄榄石与铁橄榄石同属一个晶系,构造相似,还原性较差,在高温和还原性气氛下易生成。
钙铁硅酸盐的熔化温度较铁橄榄石低,液相粘度小,故烧结时透气性较好,但易形成大气孔烧结矿。
3.4 低硅烧结存在问题
从烧结的机理可知,烧结矿是液相固结的产物,单纯减少烧结矿的SiO2量,有可能导致烧结矿的液相量不足,从而引发烧结矿强度变差的问题。
因为在二元碱度不变时,SiO2的减少也意味着CaO含量减少,而SiO2和CaO都是构成烧结矿液相的主要组元,因此如何在低温烧结的工艺条件下,在降低烧结矿SiO2含量的同时,确保烧结过程中产生在质量上及数量上均适宜的“有效粘结相”是这一新工艺能否在生产上成功的技术关键。
3.5 低硅烧结相应措施
(1)适当提高烧结矿二元碱度
适当提高烧结矿二元碱度,以弥补因SiO2含量减少而使粘结相量减少的间题,这对维持必要的粘结相量,以及改善烧结矿的还原性都有利.
(2)适当提高烧结原料的粉/核比例。
因粘结相起源于粒度较细的粉粒,粒度细的粉粒能促进固相反应的快速进行,易于生成烧结液相。
(3)推行厚料层超栏板烧结,料层提高,可弥补SiO2降低对烧结矿强度的影响,同时可降低固体燃耗降低。
(4)大水大碳操作,适当发展FeO-SiO2铁橄榄石液相体系。
(5)全生石灰烧结,以生石灰全部取代石灰石在改善混合制粒,提高透气性的同时,增强了铁矿于CaO的同化能力,促进液相生成,提高烧结矿强度。
(6)优化配矿设计,把握铁矿粉烧结特性,进行低温烧结全力发展铁酸钙液相。
4 结束语
综上所述,低硅烧结矿对高炉提高入炉品味,降低高炉渣量,节能降耗提产有着深远的综合经济利益。
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