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本论文以鞍钢(AISC)高炉炼铁技术发展需要为出发点,根据鞍钢的原料条件,对铁矿资源如何合理配置的基础问题、新型复合熔剂性球团工艺开发及鞍钢高炉“精料”技术急待解决的相关技术对策开展了应用性基础研究工作。
首先,本文通过微型烧结法实验装置,对鞍钢常用四种大宗铁精矿和目前使用和拟使用的国外烧结用粉矿的同化特性、液相流动特性、铁酸钙生成特性、固结特性等烧结基础特性进行了试验研究。实验结果表明:鞍钢常用四种大宗铁精矿的烧结基础特性存在很大差异,利用这种差异可以指导实际烧结与球团工艺的合理配矿;并依托烧结杯实验研究,采用最优试验设计方法,建立了烧结合理配矿的统计模型,该模型可以解析四种大宗铁精矿对烧结产质量的影响;运用最优化理论在烧结统计性模型上寻优,给出了获得最佳烧结指标值时的各种矿的定量搭配关系,提出了鞍钢目前条件下生产高品位、低SiO2型烧结矿的配矿方案。同时根据铁矿石烧结基础特性研究结果,对鞍钢球团工艺的原料结构也做了重大调整,确定了鞍钢球团工艺使用某种铁料的优越性。目前本论文的研究成果已在鞍钢炼铁总厂应用并取得显著效果。
其次,本文结合鞍钢高炉“精料”技术急待解决的相关技术对策,围绕烧结矿品位提高到59%以上,SiO2降到5.0%以下的总体目标,进行了烧结矿适宜碱度、MgO含量以及含有较高结晶水的低价外购粉矿在烧结中的使用、外购块矿高炉合理配矿等问题的实验室研究,提出了工艺技术指导参考意见。
最后,本文依据对高碱度烧结矿、酸性球团矿及熔剂性球团矿这三大主流高炉炉料冶金特性的理解与把握,开发了一种新型的复合熔剂性球团工艺,对其产品的冶金性能、微观结构及还原过程特性等与常规熔剂性球团进行了对比研究。作为在世界范围内扩大球团种类、球团改质和铁矿资源合理配置的新思路,为今后高炉炼铁精料技术的发展及鞍钢高炉未来合理炉料结构的形成奠定了理论基础。
本论文工作采用了基于铁矿石自身特性的优化配矿新思路,研究了鞍钢提铁降硅后烧结与球团的科学配矿问题及高炉“精料”技术急待解决的相关技术对策。开发了在世界范围内铁矿资源合理配置新方法—复合熔剂性球团新工艺,作为鞍钢高炉“精料”技术的一部分,为鞍钢现代化高炉生产条件下炼铁原料准备新技术提供了理论基础和工艺依据。