18烧结矿冶金性能对其质量和高炉目标的影响[新版]
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烧结矿的质量评价及检验方法摘要:由粉矿和高品位铁精矿生产的烧结矿是目前高炉炼铁的优选原料。
随着高炉炉料中烧结矿比例的增加以及高炉不断的大型化,对烧结矿质量的要求越来越高。
尤其需要生产粒度尽可能大和机械强度高的烧结矿。
关键词:烧结矿质量评价;烧结矿质量的检验方法。
1、前言:21世纪钢铁工业将继续发展和进步,钢铁材料仍是最主要的结构材料和用量最大的工程材料。
烧结矿作为我国高炉的主要原料,随着钢铁产量的日益增加,对烧结矿的质量要求越来越大,因此烧结矿的质量就显得尤为重要,烧结矿的质量要求主要包括化学成分、物理性能与冶金性能三方面内容。
2、烧结矿的质量评价及检验指标:具体的质量评价与检验指标主要有:化学成分及其稳定性、粒度组成与筛分指数、转鼓强度、落下强度、低温还原粉化性、还原性、软化-软熔特性等。
化学成分及其稳定性:化学成分主要检测:TFe,FeO,CaO,SiO2,MgO,Al2O3,MnO,TiO2,S,P等,要求有效成份高,脉石成份低,有害杂质(P、S等)少。
烧结矿化学成分稳定是高炉顺行的前提条件。
烧结矿含铁量和碱度波动会引起高炉炉温和造渣制度波动,严重时会引起悬料、崩料等现象,使冶炼过程难以操作,导致焦比升高,生铁产、质量下降。
烧结矿品位高低及波动大小,对高炉冶炼的影响很大。
品位提高,单位炉容装入的铁量增加,高炉渣量减少,有利于提高高炉利用系数和焦比降低。
鞍钢高炉生产实践证明,烧结矿品位提高1%,可降低焦比2%,高炉增产3%。
2.1粒度组成与筛分指数:筛分指数:取100Kg试样,等分为5份,用筛孔为5X5的摇筛,往复摇动10次,以lt;5mm 出量计算筛分指数:C=(100-A)/100*100,其中C为筛分指数,A为大于5mm粒级的量。
粒度组成:烧结矿中小于5毫米粉末每增加10%,高炉减产6%~8%,焦比升高。
烧结矿粒度均匀,可以增加料柱空隙度,增加透气性和改善气流分布,有利于增产节焦。
2.2落下强度:评价烧结矿冷强度,测量其抗冲击能力,试样量为20±0.2Kg,落下高度为2m,自由落到大于20mm钢板上,往复4次,用10mm筛分级,以大于10mm的粒级出量表示落下强度指标。
高炉炼铁对炉料质量的要求及优化配矿技术王维兴中国金属学会一.高炉炼铁炉料质量对生产有重要意义炼铁学基本理论和高炉生产实践均证明,优化高炉炼铁原燃料的质量和冶金性能既是高炉高效化、大型化、长寿化、节能减排的前提条件,也是提高喷煤比、降低焦比和燃料比的基础条件。
所谓优化炉料质量即是提高炉料质量是入炉矿品位高,渣量少和改善原燃料性能等。
大高炉做到入炉矿品位≥58%、炉料含低SiO2、低Al2O3、低MgO,高炉渣比在300kg/t铁以下,焦炭的反应性(CRI)≤25%,反应后的强度在≥65%等,这是保证高炉生产高效、低耗和大喷煤的必要条件。
1.高炉炼铁是以精料为基础《钢铁产业发展政策》规定:“企业应积极采用精料入炉、富氧喷吹、大型高炉……先进工艺技术和装备。
精料是基础。
国内外炼铁工作者均公认,高炉炼铁是以精料为基础。
精料技术对高炉生产指标的影响率在70%,工长操作水平的影响占10%,企业现代化管理水平占10%,设备作业水平占5%,外界因素(动力、供应、上下工序等)占5%。
在高冶炼强度、高喷煤比条件下,焦炭质量变化对高炉指标的影响率在35%左右。
炼铁精料技术的内涵:精料技术的内容有:高、熟、稳、均、小、净,少,好八个方面⑴高:入炉矿含铁品位高,原燃料转鼓指数高,烧结矿碱度高。
入炉矿品位高是精料技术的核心,其作用:矿品位在57%条件下,品位升高1%,焦比降%~%,产量增加%~%,吨铁渣量减少30公斤,允许多喷煤粉15公斤.;入炉铁品位在52%左右时,品位下降1%,燃料比升高%~%。
高碱度烧结矿是碱度在~2,2(倍),其转鼓强度高、还原性好。
⑵熟:指熟料(烧结和球团矿)比要高,一般>80%。
⑶稳:入炉的原燃料质量和供应数量要稳定。
要求炉料含铁品位波动±<%,碱度波动±<(倍),FeO含量波动±≤%,合格率大于80%~98%等。
详见表4和表5。
⑷均:入炉的原燃料粒度要均匀。
影响烧结矿强度的因素分析及其改善举措许满兴罗玉强(北京科技大学)(山西建邦集团有限公司)摘要本文论述了烧结矿强度的重要价值、影响烧结矿强度的因素分析及提高烧结矿强度的技术举措关键词烧结矿强度影响因素技术举措1 前言烧结矿强度是烧结矿质量的重要指标之一,由于烧结矿强度(包括低温还原强度)是影响高炉上部顺行的限制性环节,故烧结矿强度是高炉炼铁对烧结矿质量的一项重要要求。
且不同容积级别的高炉对烧结矿强度的要求不同,高炉有效容积越大,对烧结矿的强度指标要求越高。
众所周知,烧结过程是一个及其复杂的物理化学变化过程,影响烧结矿强度的因素是多方面的,有矿种及烧结基础特性的影响、矿粉粒度组成和表面形态的影响、碱度及化学成分的因素,燃料和熔剂质量及粒度的影响、返矿粒度及数量的影响、料层厚度、配C配水、混合料透气性等烧结主要工艺参数的影响、矿物组成对强度的影响等等。
正因为影响烧结矿强度的因素有如此之多,要改善和提高烧结矿强度的技术措施也必然是多方面的、全方位的。
2 影响烧结矿强度的因素分析2.1矿种及铁矿粉基础特性对烧结矿强度的影响用于烧结生产的铁矿石的种类主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿四种,四种不同铁矿粉用于烧结生产,其成品矿的强度是不同的。
褐铁矿矿粉组织疏松、堆密度小,用于烧结生产成品率低、强度差;菱铁矿在烧结生产中CO2被分解析出,体积收缩大,也是成品率低、强度差;磁铁矿粉中磁铁矿分子式为Fe3O4,在烧结过程中需要氧化气氛,氧化为Fe2O3+FeO,比不上赤铁矿粉可以在一定化学成分和温度条件下生成铁酸钙(CaO·Fe2O3)。
不同矿种烧结成品矿强度的高低排序为:赤铁矿>磁铁矿>褐铁矿>菱铁矿。
即便同样是赤铁矿由于Fe2O3含量不同,在烧结过程中生成SFCA的机率不同,也会导致成品矿的强度不同。
巴西和南非的粉矿的Fe2O3含量均>85%,且有一定含量的SiO2,易与配入熔剂中的CaO反应生成铁酸钙,特别是南非的1~0.25mm的准颗粒比例低,制粒后混合料的透气性好,有利于成品矿的强度提高;而同为赤铁矿印度矿粉的Fe2O3含量比巴西和南非的低10%左右,在烧结过程中形成铁酸钙的几率要低,因此印度粉不大可能烧出很好的烧结矿。
1、(高级工,综合题,中等,无,辅助要素,标准库)1999年至今,烧结厂一直在试行和实行低温烧结工艺,试总结其主要生产措施。
(1)加强原料准备;(2)强化制粒;(3)高碱度;(4)降低点火温度;(5)低水、低碳;(6)厚料层。
评分标准:(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)各1分,答对任意五个可给满分,共5分。
2、(高级工,综合题,中等,无,辅助要素,标准库)不同类型铁矿石的烧结特性如何?烧结料的特性与烧结料的堆比重、颗粒大小、形状及结构、粘结性、湿容量、烧损以及矿石的软化和熔化温度等因素有关。
磁铁矿结构致密,形状较规则,堆比重大,烧结料颗粒之间有较大的接触面积,烧结时不需要太多的液相即可成型,同时,此铁矿的熔化和软化温度较低,能在较低温度下与脉石成分作用形成低熔点化合物。
因此,烧结过程中可在温度不高和燃料用量较少的情况下得到熔化度适当、FeO含量较低、还原性和强度较好的烧结矿。
但磁铁矿的粘结性差、湿容量小,不利于成球,且烧结过程中过湿带的影响较大。
赤铁矿的软化开始温度较高,较高温度下才能与脉石成分作用形成低熔点化合物,要在料层各部均匀达到这样高温度比较困难,因此,赤铁矿烧结时比磁铁矿烧结燃料用量要高,而且单纯依靠增加燃料用量来增加液相数量,容易产生过熔现象,形成还原性差,大孔薄壁,性脆强度差的烧结矿,使成品率降低。
因此,赤铁矿烧结比磁铁矿困难。
褐铁矿具有结构疏松、堆比重小、孔隙率大、表面粗糙等特点,而且含有大量的挥发物(结晶水达10-12%),烧损大,烧结这种矿石时,燃料用量大,液相有较大发展,烧结矿严重熔化,FeO含量高,还原性差,同时由于烧结料收缩较大,孔隙率也大,强度差。
菱铁矿的烧结特性基本与磁铁矿相同。
由于菱铁矿在烧结时放出CO2气体,大块菱铁矿的分解需要大量的热量和必需的时间,因此一般对菱铁矿的粒度要求比较严格,要求小于6mm。
#3、(高级工,综合题,较易,无,辅助要素,标准库)磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿及黄铁矿,其分子式分别是什么?Fe3O4、Fe2O3、2Fe2O3·3H2O、FeCO3、FeS4、(高级工,综合题,中等,无,辅助要素,标准库)对烧结矿冷却的目的和意义是什么?对烧结矿进行冷却,可简化运输系统,直接用皮带运输;便于高炉曹下筛分,降低入炉粉末;降低炉顶温度,保护炉顶设备,提高炉顶压力,强化高炉冶炼;降低焦比。
低碱度烧结矿的冶金性能分析摘要:低碱度烧结矿的冶金性能分析有助于更好的合理利用低品质铁矿石和矿粉资源,优化烧结质量指标,降低生产成本,为钢铁企业生产带来积极影响。
本次分析了低碱度烧结矿原料成分与特点分析以及冶金性能,证实其能够满足生产需求,有助于降低成本提升效益。
关键词:低碱度烧结矿冶金性能成分成本一直以来我国高炉炉料的选择都倾向于高碱度烧结矿,其冶金性能优良性价比较高,一直以来大受欢迎,但是由于近两年来生产成本上升,为顺应钢铁市场剧烈竞争,低碱度烧结矿开始在市场上占据重要比例,不少钢铁企业都积极寻求各种技术手段利用劣质低价矿粉生产低碱度烧结矿。
由于低碱度烧结矿使用时会对机型产生有害影响,导致生产成本增加等问题,所以加强对其冶金性能的分析有助于更好的合理利用低品质铁矿石和矿粉资源,优化烧结质量指标,降低生产成本,为钢铁企业生产带来积极影响。
下面我们结合国内某钢铁厂实际情况对低碱度烧结矿的冶金性能进行分析。
一、低碱度烧结矿原料成分与特点分析高炉炉料的成分较为复杂,一般主要包括FeO、MgO、TFe、Al2O3、K2O、Na2O、CaO、SiO2、TiO2等化学成分,这些成分的构成比决定了原料的化学成分和质量。
炉料的品味关系到其质量,直接影响到冶炼的焦比和产量。
烧结矿中MgO含量十分重要,在生产中有些企业将MgO生产配比提升至≥4%,结果烧结矿MgO达4%,同等白云石含量30%配入5%,烧结矿的品味降低3%,关于这个问题在生产实践中是必须予以重视的。
烧结矿中会有一定的MgO有利于抑制烧结矿的自然粉化和还原粉化,不利于烧结矿的强度和中温还原,但有利于高温还原和改善烧结矿的软熔性能。
SiO2的含量是烧结矿的主要成分,也是Al2O3/SiO2是形成复合铁酸钙的一个重要条件,其过高会导致冶炼问题,所以针对当前我国6%-8%的含量比要尽可能的降低比重,以提升冶炼质量和经济效益,这样才能够更好的控制烧结矿的碱度。
高碱度烧结矿矿物结构对其冶金性能的影响摘要:采用光学显微镜及IPP软件对高碱度烧结矿显微结构及矿物组成进行了研究,并检测和分析了高碱度烧结矿的冶金性能。
研究结果表明:高碱度烧结矿主要由赤铁矿、磁铁矿、铁酸钙、硅酸二钙等矿物组成,不同碱度条件的烧结矿显微结构基本相似,主要为交织熔蚀结构;当碱度从1.5提高到2.0时,烧结矿中的赤铁矿质量分数增加了8%,磁铁矿质量分数降低了18%,铁酸钙质量分数增加了23%,磁铁矿与铁酸钙形成熔蚀结构;烧结矿的成品率从75.09%增加到82.78%之后稍有降低,转鼓指数从54%增加到69.33%,低温还原粉化性能和还原性均得到较大改善。
关键词:高碱度烧结矿;矿物组成;显微结构;冶金性能高碱度烧结矿有着优良的冶金性能,早在60年代,即引起人们的广泛注意。
近年来高碱度烧结矿已在国外一些大高炉上得到广泛应用;在国内不仅在一些中小厂得到了应用,而且在重点企业中,如重钢、包钢、攀钢、湘钢等都进行了工业试验和应用,取得了较好的结果。
我国贫矿多且人造富矿中烧结又占主要地位,推广高碱度烧结矿并对其进行深入研究,对于提高烧结矿质量,进一步提高炼铁生产水平,有着积极而现实的意义。
1.烧结生产烧结是铁原材料、燃料、溶剂、等,比例匹配在一起,混合造粒后,加水润湿后躺在烧结设备,从上到下点火烧结,点火烧结机的底部开始抽搐的同时,从上到下的燃油混合矿石燃烧的同时,将容易融化材料熔体润湿困难的材料,液体冷却将很难融化材料粘在一起,这个过程直到烧结炉篦结束。
得到的块状物体叫烧结矿,也叫人造富矿。
需用到的设备包括翻车机、行车、燃料溶剂破碎设备(锤式、四辊)等;配料系统设备如配料秤等;烧结机(分带式、步进式、环烧等,及配套的抽烟机等)圆通混料机、破碎(单辊)热筛;冷却设备:带冷机或环冷机、冷筛等。
另外最多的是皮带等转运设备。
2.原料处理2.1原燃料成分值管理原燃料质量的稳定性是烧结、高炉生产,工厂为了使原燃料质量相对稳定,进入院子里的原始燃料将严格实施价值管理,即通过商检,停车测试组件进入工厂,黑色材料根据不同,二氧化硅含量堆积在指定地址,禁止混合物质事故;同时在积累过程中堆积颗粒,以保证原料的粒度和均匀性。
CaO含量对炼铁烧结矿及冶炼时性能的影响吴聪香摘要:烧结矿是在中国高炉炼铁的主要原料,能源消耗和烧结过程的质量是影响能源消费的炼铁的重要指标,在中国采用烧结技术主要是强切粒机、燃料两次分加,偏析布料技术,采用蒸汽预热,提高混合料的温度。
通过烧结工艺,可以大大提高烧结矿的质量,从而减少固体燃料的消耗,降低炼铁的总能耗。
本文针对炼铁烧结时生产的情况,在实验室进行大量的烧结实验,分析CaO含量对炼铁时冶炼性能的影响。
结果表明:炼铁时烧结CaO对炼铁影响很大。
关键词:CaO;烧结;炼铁1前言随着中国经济的快速发展,国内钢铁有着巨大的需求,钢铁工业发展很快,各大钢铁集团,努力打造“世界最具竞争力的钢铁企业”的目标,扩大企业规模,增加生产。
在这种情况下,各大钢铁企业的设备规模作为一种先进的和落后的明确迹象,过度强调了更先进的设备,在一定程度上的技术革命,出现了所谓“落后生产能力越淘汰越多”现象。
关键是落后生产能力的定义不全面,不科学。
同时,在落后的消除措施的国家,注意直接把握企业设备落后,不注重采用科学的方法提高产品质量,淘汰落后产品,导致落后产品的“市场”,技术落后往往是。
从某种意义上讲,提高产品质量和性能将有助于解决钢铁工业的产能过剩、淘汰落后、节能减排、发展低碳经济、降低资源消耗等问题。
届时,能源消耗总量将大幅上升,能源平衡将发生巨大变化。
为了确保能源的合理利用,实现效益最大化,对中国的钢级的综合能耗指标,必须从技术、设备等方面的建设项目,加强节能技术的进步,先进节能技术的引进。
2实验原料铁矿石是高炉冶炼的主要原料,其质量与冶炼工艺及技术经济指标密切相关。
影响铁矿石质量的主要因素是化学成分、物理性能和冶金性能。
铁矿石高炉冶炼的要求是:含铁量高,脉石少,有害杂质少,化学成分稳定,粒度均匀,还原性好,机械强度一定。
铁矿石脉石成分多为酸性,硅、氧含量较高。
在现代高炉条件下,为了获得一定的炉渣碱度,必须配备一定量的碱性熔剂(石灰石)和Si O2作用造渣。
TiO2对烧结生产和高炉冶炼的影响摘要本文分析TiO2对烧结利用系数、转鼓强度以及冶金性能的影响,采取提高SiO2/TiO2比值、提高料层厚度和配碳量、配加氧化锰、氧化硼、萤石等措施,改善烧结矿质量和利于高炉稳定顺行。
关键词TiO2烧结矿质量转鼓强度冶金性能1 前言随着钒钛磁铁精矿粉用于烧结,需要了解掌握高钛矿粉对烧结生产的影响,找出烧结矿矿物组成随TiO2含量变化的规律,以及高钛烧结矿对高炉冶炼的影响,为综合利用高钛矿石资源和提高烧结矿质量提供理论依据。
2 钛烧结矿的质量问题2.1 钛烧结矿利用系数和转鼓强度低钛磁精粉烧结,利用系数和转鼓强度低源于TiO2对矿物组成和显微结构的影响。
钛磁精粉成球性和可烧性差于普通磁精粉,且形成的钙钛矿CaO·TiO2黏结相黏度大,料层阻力大,垂烧速度慢,利用系数低;TiO2极易与CaO反应生成熔点高、硬度大而脆的钙钛矿和钛榴石物质,使混合料熔化温度上升,液相量减少,混合料烧结性能差;渣相熔化温度上升,流动性变差,影响液相扩散与同化;钙钛矿阻碍磁铁矿氧化,使磁铁矿增加赤铁矿减少,且TiO2消耗大量CaO减少游离CaO,降低铁酸钙;钙钛矿结构致密还原性差,减少烧结矿孔隙结构,不利于其它反应的进行以及液相形成和流动,这是TiO2影响利用系数和转鼓强度的主因。
某试验研究表明碱度2.45的烧结矿中,铁酸盐液相较多,钙钛矿液相减少;随着TiO2含量升高,转鼓强度和成品率呈降低趋势,TiO2含量低于9%时降低较快,9%~10%时降低幅度趋于平缓。
烧结过程实质是铁矿粉与CaO、SiO2、MgO、Al2O3等组分同化的过程,铁矿粉同化性是低熔点矿物生成液相的基础,同化性好则生成液相能力强,利于增加液相黏结相提高固结强度,同时铁酸钙生成能力强。
研究表明钛磁精粉同化性差于普通磁精粉,且生成钙钛矿不利于液相流动;钛磁精粉连晶强度低于普通磁精粉,所以钛磁精粉烧结不利于提高转鼓强度和还原度。
高炉炼铁原料冶金性能的检测与应用重庆科技学院贾碧教授1.原料冶金性能检测的意义2.原料冶金性能的主要内容3.原料冶金性能的检测4.原料冶金性能与高炉生产的关系5.日钢部分原料的冶金性能6.建议一.原燃料冶金性能检测的意义:众所周知,原料是高炉冶炼的基础,高炉冶炼指标的好坏与所因此,检测所用炼铁原料的冶金性能具有十分重要的意义。
二.炼铁原燃料冶金性能主要内容:○2Rt的物理意义:O o— O tRt = —————×100%O o假定铁矿石中的铁全部以Fe2O3形式存在,并把这些Fe2O3中的氧算作100%,还原一定时间后所达到脱氧的程度,以质量百分数表示。
3 Fe2O3+CO = 2 Fe3O4 + CO2(1)Fe3O4+CO = 3 FeO+ CO2(2)FeO+CO = Fe+ CO2 (3)由[ (1)式+ 2×(2)式 + 6×(3)式]/ 3 得到(4)式:3 Fe2O3+9CO = 6 Fe+ 9CO2Fe2O3+3CO = 2 Fe+ 3CO2 (4)○3还原度指数RI :还原3h 后所达到的还原度。
RI = Rt / t=3h(2)还原速率指数(RVI)○1RVI定义:用原子比O / Fe 为0.9时(相当于Rt=40%)的还原速率表示。
d R t 33.6RVI = —— = ———(% / 分)d t t60—t30式中:t 30------Rt=30%时的时间,min;t 60------Rt=60%时的时间,min;33.6------常数理解:Fe2O3 :O/Fe=1.5 T Fe =70%Fe3O4 :O/Fe=4/3 T Fe =72.41%FeO:O/Fe=1/1 T Fe =77.78%FeO0. 9 :O/Fe=0.9/1 T Fe =79.55%3.最终结果表示:以RI 作为考核指标以RVI作为参考指标(三)球团矿还原膨胀指数测定(国标GB/T 13243-91)1.检测过程:(1)选择18个球团矿要求圆、光滑、无裂纹、无明显孔洞2. 指标:(1) 软化开始温度—T A :△H压缩率 = ——×100% = 10% 时所对应的温度。
高炉炼铁工长理论知识考试题题库一、判断题:1、为了加速矿石的还原反应过程,希望矿石早软化、早成渣、早滴落。
( )2、喷吹燃料产生炉缸冷化的原因是因为喷入燃料是冷态进入燃烧带。
( )3、自熔性烧结矿物相主要是铁酸钙,因而强度好,还原性差,高碱度烧结矿物相主要是钙铁橄榄石,因而强度与还原性都好。
( )4、适量的铜在钢中能增加抗腐蚀性,属于有益元素。
( )5、石灰石中的CaCO3分解产生CO2,提高了煤气中CO2浓度,有利于改善煤气利用。
( )6、炉料中水份蒸发消耗的是炉顶煤气余热,因而对焦比及炉况没有影响。
( )7、入炉矿石带入的结晶水与吸附水在105℃时便可蒸发完。
( )8、“A”矿品位高于“B”矿,所以冶炼中“A”矿一定优于“B”矿。
( )9、低级氧化物分解压力比高级氧化物分解压力大。
( )10、质量好的焦炭应该是强度好,含硫低,反应性好。
( )11、燃料在高炉冶炼中不仅是还原剂,而且还是发热剂。
( )12、100%间接还原并非理想行程,但在高炉冶炼实际操作中,仍应采取提高间接还原的措施。
( )13、炼锰铁的高炉炉顶温度显著高于炼普通生铁的高炉。
主要是锰的氧化物转变为低级氧化物时为放热反应,而铁的高级氧化物转变为低级氧化物时为吸热反应。
( )14、高炉中磷与铅几乎全部被还原。
( )15、高压操作有助于降低Si在渣铁间的分配。
( )16、高压操作有助于降低理论燃烧温度,促进高炉顺行。
( )17、炉渣熔化温度是指状态图中的液相线温度,在此温度下炉渣可以自由流动。
( )18、炉渣熔化温度是由其组成成份所决定的。
( )19、喷吹燃料后风口面积应随着喷吹量的增大,按一定的正比例系数增大。
( )20、影响液泛因素:一是流量比,二是液泛因子。
( )21、正常炉况下,沿高度方向,上部压差梯度小,下部压差梯度大。
( )22、为了减轻炉底的侵蚀深度,因此必须加厚炉底砖衬,使1150℃等温线控制在较高水平位置。