【摘 要】
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在我国高炉含铁炉料结构中,烧结矿一般占75%以上,是高炉炼铁最重要的含铁炉料之一,其合理、高效利用对保障我国钢铁行业可持续性发展具有重要的意义。本文在对铁矿粉高温特性进行研究的基础上、通过铁矿高温特性的互补原则对烧结矿进行优化配矿,从而改善烧结矿产质量、优化烧结矿的冶金性能。(1)主要介绍了所用铁矿粉的烧结高温特能,包括铁矿粉的同化性、液相流动性、以及铁矿粉的微观结构等,并且针对这些烧结特性进行了
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在我国高炉含铁炉料结构中,烧结矿一般占75%以上,是高炉炼铁最重要的含铁炉料之一,其合理、高效利用对保障我国钢铁行业可持续性发展具有重要的意义。本文在对铁矿粉高温特性进行研究的基础上、通过铁矿高温特性的互补原则对烧结矿进行优化配矿,从而改善烧结矿产质量、优化烧结矿的冶金性能。(1)主要介绍了所用铁矿粉的烧结高温特能,包括铁矿粉的同化性、液相流动性、以及铁矿粉的微观结构等,并且针对这些烧结特性进行了深入的分析。通过对目前烧结使用的6种铁矿粉的高温基础性能的实验研究获得的主要研究结果:6种铁矿粉品位均较高,4种赤铁矿粉巴卡粉、PB粉、纽曼粉和巴粗粉的品位均超过了 60%,杨迪粉和超特粉为典型的褐铁矿,品位在57%。6种铁矿粉的同化性均较好,同化温度没有超过1250℃的,可以满足低温烧结的条件,同化性最好的为杨迪粉。6种铁矿粉在1240℃下的流动性指数较适宜低温烧结,高温1280℃时流动性指数和液相生成量均较高,生产中需要注意避免生成大孔薄壁结构,尽量满足液相流动性互补的配矿原则。6种铁矿粉中杨迪粉的烧损值和结晶水值均较高,PB粉和超特粉的烧损值也较高,其中超特粉的结晶水含量是6种矿粉中最高的。6种铁矿粉的微观形貌差异较大,纽曼粉和巴粗粉表面较光滑,吸水能力差,不利于改善制粒效果。巴卡粉和PB粉的表面较粗糙,适宜制粒。(2)通过烧结杯实验研究了碱度对烧结矿技术经济指标及冶金性能的影响,给出了混合料适宜的碱度。烧结矿的碱度对烧结各项指标的影响具有两面性。碱度适当提高到2.1时,烧结矿的转鼓强度从58.32%提高至63.84%,成品率从81.19%提高至82.12%,垂直烧结速度从23.56%提高至24.12%,燃耗从54.77%降低至53.23%。但碱度超过2.1,烧结矿各项指标有降低的趋势。从这个意义上来说,烧结矿的碱度要适当,过高或过低均对烧结生产不利。烧结矿的低温还原粉化性能是随着烧结矿碱度的提高而升高的。在一定范围内,提高烧结矿的碱度,有利于烧结矿低温还原粉化性能的提高。这也就表明烧结矿中次生赤铁矿的含量随碱度的提高而减低,这就减少了低温条件下次生赤铁矿向磁铁矿的转变,减少了烧结矿之间的应力,烧结矿的低温还原粉化性能得到改善。从这个角度来说,烧结矿的碱度为2.1时的方案较为合适。(3)针对铁矿粉高温特性及烧结碱度优化,对铁矿石优化配矿进行了深入研究,探索了优化配矿对烧结矿技术经济指标及烧结矿冶金性能的影响规律。烧结杯实验中烧结的各项经济技术指标存在差异:总体来看,通过优化烧结配矿,改变烧结矿中南非精粉和杨迪矿粉的配后,烧结矿的还原指标RI有不同程度的提高,烧结矿还原性相对较好的有方案3和方案4、方案5这三组烧结矿。从整体来看,各组烧结矿的低温还原粉化指数相对较好,可以满足烧结生产要求。各组烧结矿的软化开始温度T10均在1050℃以上,软化开始温度最低的是基准的烧结矿,其软化开始温度T10)=1059℃,其软化温度相对较低的原因是基准的烧结矿还原性能较好,在进入到1000℃以上的高温区时大部分Fe2O3被还原成FeO,且部分FeO被还原成金属铁,FeO会与脉石矿物生成低熔点化合物,如正硅酸铁或铁钙橄榄石(熔点为1100~1200℃),形成液相,从而使烧结矿软化开始温度T10降低;相比于基准的烧结矿,方案1至方案5的烧结矿软化开始温度均有不同程度提高,其中方案2的烧结矿软化开始温度最高(T10=1188℃),同时方案2的烧结矿还原度指数也是最低的,从而可以发现烧结矿的软化开始温度T10与烧结矿的还原度指数之间存在明显的负相关关系。各组烧结矿的软化终了温度变化趋势与软化开始温度相似,软化终了温度最低的是基准的烧结矿(T40=1255℃),软化终了温度最高的是方案2的烧结矿(T40=1356℃)。
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