燒結(jié)礦低溫還原粉化指數(shù)的試驗與研究

1、前言前言 受國內(nèi)鐵礦石資源和開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟條件的限制，國受國內(nèi)鐵礦石資源和開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟條件的限制，國內(nèi)鐵礦石產(chǎn)量嚴重不足，造成進口鐵礦石數(shù)年大幅內(nèi)鐵礦石產(chǎn)量嚴重不足，造成進口鐵礦石數(shù)年大幅度增長，進口依賴度將進一步增加。但是，隨著優(yōu)度增長，進口依賴度將進一步增加。但是，隨著優(yōu)質(zhì)鐵礦粉供應緊張、價格逐年上漲，質(zhì)量逐步下降，質(zhì)鐵礦粉供應緊張、價格逐年上漲，質(zhì)量逐步下降，對燒結(jié)生產(chǎn)造成較大影響。因此，合理地利用國內(nèi)對燒結(jié)生產(chǎn)造成較大影響。因此，合理地利用國內(nèi)外廉價鐵礦粉資源，生產(chǎn)高質(zhì)量的燒結(jié)礦以及獲得外廉價鐵礦粉資源，生產(chǎn)高質(zhì)量的燒結(jié)礦以及獲得理想的經(jīng)濟效益是每個鋼鐵企業(yè)追求的目標。理想的經(jīng)濟效益是每

2、個鋼鐵企業(yè)追求的目標。 燒結(jié)礦低溫還原粉化率（燒結(jié)礦低溫還原粉化率（rdi）是燒結(jié)礦冶金性能）是燒結(jié)礦冶金性能的一個重要指標，燒結(jié)礦的一個重要指標，燒結(jié)礦rdi的波動，不但直接影的波動，不但直接影響到高爐料柱的透氣性，造成爐況不順，而且增加響到高爐料柱的透氣性，造成爐況不順，而且增加爐頂噴吹出量。因此燒結(jié)礦低溫還原粉化率直接關爐頂噴吹出量。因此燒結(jié)礦低溫還原粉化率直接關系到高爐的順行生產(chǎn)，對提高高爐的技術(shù)經(jīng)濟指標系到高爐的順行生產(chǎn)，對提高高爐的技術(shù)經(jīng)濟指標起著舉足輕重的作用。起著舉足輕重的作用。 1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)狀 目前我國寶鋼、攀鋼、武鋼等部分企業(yè)生產(chǎn)的燒結(jié)目前我國寶鋼、攀鋼、武鋼

3、等部分企業(yè)生產(chǎn)的燒結(jié)礦低溫還原粉化率較高，一般小于礦低溫還原粉化率較高，一般小于3.15mm達到達到3040%，接近日本平均水平（，接近日本平均水平（-3mm部分為部分為36.3%）。）。 除以上幾個方面的技術(shù)措施外，國內(nèi)外還進行了以除以上幾個方面的技術(shù)措施外，國內(nèi)外還進行了以下試驗與生產(chǎn)：燒結(jié)使用復合熔劑；熔劑分加技術(shù)；下試驗與生產(chǎn)：燒結(jié)使用復合熔劑；熔劑分加技術(shù)；混合料預壓燒結(jié)；煤氣無焰燒結(jié)；富氧點火；富氧混合料預壓燒結(jié)；煤氣無焰燒結(jié)；富氧點火；富氧燒結(jié)與富氧雙層燒結(jié)等。燒結(jié)與富氧雙層燒結(jié)等。 攀鋼研究得出，燒結(jié)礦低溫還原粉化率的只要原因攀鋼研究得出，燒結(jié)礦低溫還原粉化率的只要原因是燒結(jié)礦

4、晶粒粗大的骸晶菱形赤鐵礦含量占燒結(jié)礦是燒結(jié)礦晶粒粗大的骸晶菱形赤鐵礦含量占燒結(jié)礦的的20%左右，通過提高左右，通過提高feo含量達含量達68%，在燒結(jié)，在燒結(jié)料中添加螢石或料中添加螢石或cacl2等，都可以降低礦物熔點，等，都可以降低礦物熔點，增加液相量，可大幅度減少骸晶狀赤鐵礦的含量，增加液相量，可大幅度減少骸晶狀赤鐵礦的含量，使低溫還原粉化率從使低溫還原粉化率從50.06%降到降到21.22%，而添加，而添加1%的的cacl2，其低溫還原粉化率可降到，其低溫還原粉化率可降到8.01%。 寶鋼對可能影響低溫還原粉化率的寶鋼對可能影響低溫還原粉化率的10多個因素進行多個因素進行兩組多元線性回歸

5、分析，結(jié)果指出，在波動范圍內(nèi)，兩組多元線性回歸分析，結(jié)果指出，在波動范圍內(nèi)，燒結(jié)礦燒結(jié)礦al2o3、tio2、mgo、燒結(jié)車速及燒結(jié)礦、燒結(jié)車速及燒結(jié)礦sio2含量、堿度等六項與低溫還原粉化率有較強含量、堿度等六項與低溫還原粉化率有較強的相關關系。前四項是正相關，后四項是負相關。的相關關系。前四項是正相關，后四項是負相關。對燒結(jié)礦低溫還原粉化率影響最大的因素是燒結(jié)礦對燒結(jié)礦低溫還原粉化率影響最大的因素是燒結(jié)礦的的sio2、feo含量、燒結(jié)機速，其他的因素影響含量、燒結(jié)機速，其他的因素影響較小。降低燒結(jié)礦低溫還原粉化率的措施是嚴格控較小。降低燒結(jié)礦低溫還原粉化率的措施是嚴格控制混合料中制混合料中

6、tio2和和al2o3的含量，提高燒結(jié)礦的含量，提高燒結(jié)礦sio2和和feo含量，適當提高機速，在保證燒好的含量，適當提高機速，在保證燒好的前提下，使燒結(jié)礦的終點后移，提高燒結(jié)表面的點前提下，使燒結(jié)礦的終點后移，提高燒結(jié)表面的點火強度等。通過實驗在燒結(jié)料中蛇紋石的平均粒徑火強度等。通過實驗在燒結(jié)料中蛇紋石的平均粒徑從從2.68mm降到降到1.2mm，可使低溫還原粉化率從，可使低溫還原粉化率從41.4%降到降到35.9%。 武鋼二燒（機上冷卻工藝）燒結(jié)礦武鋼二燒（機上冷卻工藝）燒結(jié)礦feo含量含量8%左左右時，其低溫還原粉化率為右時，其低溫還原粉化率為40.15%43.5%，給高，給高爐冶煉帶來

7、影響。武鋼開發(fā)了往燒結(jié)礦表面噴灑氯爐冶煉帶來影響。武鋼開發(fā)了往燒結(jié)礦表面噴灑氯化鈣溶液新工藝，在成品皮帶的頭部安裝可調(diào)張角化鈣溶液新工藝，在成品皮帶的頭部安裝可調(diào)張角噴嘴，對噴嘴的數(shù)量、型式、張角和安裝位置以及噴嘴，對噴嘴的數(shù)量、型式、張角和安裝位置以及cacl2溶液的濃度、數(shù)量和噴灑方式等進行了全面溶液的濃度、數(shù)量和噴灑方式等進行了全面研究。研究。1991年轉(zhuǎn)入正式生產(chǎn)，當噴灑濃度年轉(zhuǎn)入正式生產(chǎn)，當噴灑濃度3%的的cacl2溶液時，低溫還原粉化率均降低溶液時，低溫還原粉化率均降低10.78%，取樣測定燒結(jié)礦水分僅為取樣測定燒結(jié)礦水分僅為0.2%，高爐槽下燒結(jié)礦，高爐槽下燒結(jié)礦粒度組成無明顯變

8、化。在粒度組成無明顯變化。在3號與號與4號兩座高爐進行號兩座高爐進行2個月的工業(yè)試驗表明，校正后的產(chǎn)量分別提高了個月的工業(yè)試驗表明，校正后的產(chǎn)量分別提高了7.94%和和4.22%，校正焦比分別下降，校正焦比分別下降2.36kg/t和和1.31kg/t。攀鋼、柳鋼、濟鋼等企業(yè)也進行了噴灑。攀鋼、柳鋼、濟鋼等企業(yè)也進行了噴灑cacl2溶液的試驗與生產(chǎn)。柳鋼試生產(chǎn)得出，燒結(jié)溶液的試驗與生產(chǎn)。柳鋼試生產(chǎn)得出，燒結(jié)礦低溫還原粉化率降低（從礦低溫還原粉化率降低（從1520%降至降至3%以下），以下），高爐增產(chǎn)高爐增產(chǎn)4.6%，焦比降低，焦比降低15.3kg/t。 2 選題的目的和意義 2.1張鋼礦粉的燒結(jié)

9、特性張鋼礦粉的燒結(jié)特性 張鋼燒結(jié)常用的幾種礦粉的化學成分見表張鋼燒結(jié)常用的幾種礦粉的化學成分見表2.1 在燒結(jié)生產(chǎn)中，應根據(jù)各種礦粉的含鐵品位，在燒結(jié)生產(chǎn)中，應根據(jù)各種礦粉的含鐵品位，sio2和和al2o3的含量進行優(yōu)化，使之在燒結(jié)過程中的含量進行優(yōu)化，使之在燒結(jié)過程中獲得合適的燒結(jié)性能。獲得合適的燒結(jié)性能。 產(chǎn)地品種tfesio2caomgoal2o3燒損h2o巴西巴西粗粉64.864.40.141.51.061.078.5澳大利亞pb粉61.783.910.131.141.435.799.5澳大利亞羅粉56.415.770.142.162.739.1010.5印度印粉62.774.160.

10、132.462.764.259.0中國鐵精粉66.643.341.221.910.888.0表表2.1張鋼燒結(jié)常用的幾種礦粉的化學成分張鋼燒結(jié)常用的幾種礦粉的化學成分2.2燒結(jié)配料方案的優(yōu)化燒結(jié)配料方案的優(yōu)化 國內(nèi)精粉是一種磁鐵礦，在燒結(jié)過程中會氧化放熱，國內(nèi)精粉是一種磁鐵礦，在燒結(jié)過程中會氧化放熱，適當配加國內(nèi)精粉有利于提高燒結(jié)料層的溫度適當配加國內(nèi)精粉有利于提高燒結(jié)料層的溫度 羅粉是一種典型的褐鐵礦，在燒結(jié)過程中的收縮比羅粉是一種典型的褐鐵礦，在燒結(jié)過程中的收縮比較大，導致燒結(jié)礦中的熱應力比較大，過高的配比較大，導致燒結(jié)礦中的熱應力比較大，過高的配比不利于提高燒結(jié)礦的強度不利于提高燒結(jié)礦的

11、強度 pb粉也是一種褐鐵礦，與羅粉相比同化溫度稍高粉也是一種褐鐵礦，與羅粉相比同化溫度稍高一些，但不能大比例使用一些，但不能大比例使用 巴西粗粉中的巴西粗粉中的sio2含量較高，同化溫度低，適當含量較高，同化溫度低，適當配加部分巴西粗粉有利于改善燒結(jié)礦的成礦過程并配加部分巴西粗粉有利于改善燒結(jié)礦的成礦過程并提高燒結(jié)礦強度，但巴西粗粉的結(jié)構(gòu)比較致密，過提高燒結(jié)礦強度，但巴西粗粉的結(jié)構(gòu)比較致密，過高的配比不利于改善燒結(jié)礦的成礦過程高的配比不利于改善燒結(jié)礦的成礦過程 2.3 2.3 燒結(jié)礦成份對低溫還原粉化率的影響燒結(jié)礦成份對低溫還原粉化率的影響 1）feo含量對低溫還原粉化率的影響含量對低溫還原粉

12、化率的影響 有關資料表明低溫還原粉化率的變化趨勢有關資料表明低溫還原粉化率的變化趨勢與燒結(jié)礦與燒結(jié)礦feo含量變化相吻合，即隨著燒結(jié)含量變化相吻合，即隨著燒結(jié)礦礦feo含量的增加，低溫還原粉化率含量的增加，低溫還原粉化率（3.15mm）增大。）增大。 2）mgo含量對低溫還原粉化率的影響：含量對低溫還原粉化率的影響： 燒結(jié)礦燒結(jié)礦mgo含量與低溫還原粉化率的關系是：含量與低溫還原粉化率的關系是：mgo含量在含量在2.342.81%之間波動時，低溫還原粉之間波動時，低溫還原粉化率指標呈現(xiàn)先增長后減小的趨勢。有關資料表明，化率指標呈現(xiàn)先增長后減小的趨勢。有關資料表明，mgo含量對燒結(jié)礦低溫還原粉化

13、具有雙重影響，含量對燒結(jié)礦低溫還原粉化具有雙重影響，其含量過高，燒結(jié)礦顯微結(jié)構(gòu)中鐵酸鈣大量減少，其含量過高，燒結(jié)礦顯微結(jié)構(gòu)中鐵酸鈣大量減少，玻璃質(zhì)相對增加，導致強度下降，粉化指標惡化。玻璃質(zhì)相對增加，導致強度下降，粉化指標惡化。 3）燒結(jié)礦）燒結(jié)礦sio2含量對低溫還原粉化率的影含量對低溫還原粉化率的影響：響： 有關資料表明，在有關資料表明，在900以上的高溫下，以上的高溫下，fe3o4可以被還原，特別是可以被還原，特別是sio2存在時，存在時，更會加快它的還原，生成低熔點化合物鐵更會加快它的還原，生成低熔點化合物鐵橄欖石，隨著橄欖石，隨著sio2含量的提高，燒結(jié)礦的含量的提高，燒結(jié)礦的feo

14、升高，低溫還原粉化率（升高，低溫還原粉化率（+3.15mm）增大。增大。 4）al2o3對低溫還原粉化率的影響：對低溫還原粉化率的影響： 燒結(jié)礦中含有一定的燒結(jié)礦中含有一定的al2o3有利于四元系針有利于四元系針狀交織結(jié)構(gòu)的鐵酸鈣的形成，有利于提高狀交織結(jié)構(gòu)的鐵酸鈣的形成，有利于提高燒結(jié)礦強度。但過高有助于玻璃質(zhì)的形成，燒結(jié)礦強度。但過高有助于玻璃質(zhì)的形成，使燒結(jié)礦強度和低溫還原粉化率升高。使燒結(jié)礦強度和低溫還原粉化率升高。 5）堿度對低溫還原粉化率的影響：）堿度對低溫還原粉化率的影響： 一般情況下，堿度一般情況下，堿度1.82.0的高堿度燒結(jié)礦的高堿度燒結(jié)礦與低堿度和自熔性燒結(jié)礦比較，具有強

15、度與低堿度和自熔性燒結(jié)礦比較，具有強度好、還原性能好、低溫還原粉化率低等特好、還原性能好、低溫還原粉化率低等特點。國內(nèi)多年研究表明，在堿度點。國內(nèi)多年研究表明，在堿度1.62.0的的范圍內(nèi)，有一個強度最低點，這是因為大范圍內(nèi)，有一個強度最低點，這是因為大量正硅酸鈣生成，在冷卻過程中發(fā)生相變，量正硅酸鈣生成，在冷卻過程中發(fā)生相變，體積膨脹，造成燒結(jié)礦破裂所致。有些燒體積膨脹，造成燒結(jié)礦破裂所致。有些燒結(jié)礦在堿度結(jié)礦在堿度1.51.7的范圍內(nèi)，低溫還原粉的范圍內(nèi)，低溫還原粉化率偏高，這與結(jié)晶顆粒粗大的骸晶狀菱化率偏高，這與結(jié)晶顆粒粗大的骸晶狀菱形赤鐵礦有關。形赤鐵礦有關。3 研究方案及進度安排 3.1研究方法研究方法 1、根據(jù)含鐵原料的燒結(jié)特性，確認合理的、根據(jù)含鐵原料的燒結(jié)特性，確認合理的配礦方案。通過燒結(jié)杯實驗和工業(yè)實驗找配礦方案。通過燒結(jié)杯實驗和工業(yè)實驗找出最佳方案。出最佳方案。 2、采用預熱爐預熱空氣和煤氣、蒸汽預熱、采用預熱爐預熱空氣和煤氣、蒸汽預熱混合料、合理控制混合料水份和混合料、合理控制混合料水份和feo含量等含量等措施。措施。3.2 技術(shù)路線及試驗方案技術(shù)路線及試驗方案 含鐵原料的燒結(jié)特性燒結(jié)礦成份對低溫還原粉化率的影響確定燒結(jié)配案方案燒結(jié)杯實驗工業(yè)實驗合理的操作制度采用先進工藝技術(shù)根據(jù)結(jié)果，找出最佳配礦方案和最佳操作制度圖3.1技術(shù)路線如圖