《高炉炼铁原料冶金性能的检测与应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高炉炼铁原料冶金性能的检测与应用（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1页共35页高炉炼铁原料冶金性能的检测与应用重庆科技学院贾 碧 教授第2页共35页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用的原料质量是密不可分的。化学成分：基础原料质量机械强度：保证冶金性能：关键稳定： T 炉、充沛均匀、炉缸要活跃高炉操作两大主题：顺行：当设备条件一定时，原料的冶金性能将直接影响稳定和顺行。操作人员水平一定因此，检测所用炼铁原料的冶金性能具有十分重要的意义。第3页共35页二 炼铁原燃料冶金性能主要内容：
2、铁矿石低温还原粉化性能铁矿石还原性能球团矿还原膨胀性能焦炭反应性及反应后强度铁矿石软化性能铁矿石熔滴性能生熟球抗压强度性能等三 原料冶金性能的检测（一） 铁矿石的低温还原粉化性能： （国标 GB/T 13242-91）1过程： m0=500g1 粒铁矿石CO：CO2：N2=20：20：60 T 中 100称量记为 MD0转鼓： 300 转筛分：+6.3 、+3.15 、-0.5 方孔筛筛分称量： 6.3 记为 MD1 T中( )5000.3 N20.9 N2混合气60 分N2T(min) 30 分第4页共35页3.15-6.3 记为 MD2 0.5-3.15 记为 MD3 2指标：还原粉化指数
3、用RDI 表示M D1RDI+6.3= 100 （参考指标）M D0 M D1+M D2 RDI +3.15= 100 （考核指标）M D0 MD0- (MD1+MD2+MD3) RDI -0 5= 100 （参考指标）MD0 （二） 铁矿石的还原性能（ GB/T13241-91）1检测过程：m 0=500g1 粒铁矿石，升温制度m 1： t=0 时，恒温，质量T中( )9000.3 N20.9 N2煤气CO：N2=30：70 180min N2T(min) 室温30 分降温第5页共35页m t： t=t 时，质量2指标：（1）还原度 1 还原度的计算：0.11W1m1m t R t（%）=
4、+ 100 100 0.430W2m00.430 W2式中：m 0 -试样的质量， g；m 1 -还原开始试样的质量， g；m t -还原 t min 后试样的质量， g；W1-试验前试样中 Fe O 的含量， %；W2-试验前试样中 TFe 的含量， %；m0m1m t0 T(min) t Rt (%) 0 T(min) 第6页共35页 2 Rt 的物理意义：Oo O t Rt = 100% Oo 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) Fe3
5、O4+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 + 9CO2 Fe2O3+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 ） 1 RVI 定义：用原子比O / Fe 为 0.9 时（相当于 Rt=40% ）的还原速率表示。第7页共35页d R t 33.6 RVI = = （% / 分）d t t60t30式中：t 30-Rt=30
6、% 时的时间， min；t 60-Rt=60% 时的时间， min；336-常数理解： Fe2O3 ：O/Fe=1.5 TFe =70% Fe3O4 ：O/Fe=4/3 TFe =72.41% FeO： O/Fe=1/1 TFe =77.78% FeO0. 9 ：O/Fe=0.9/1 TFe =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）测定还原前的体积V0（3）还原过程第8页共35页18 个球分三层装入特制吊篮，并将吊篮
7、装入还原罐中。升温制度（4）测定还原后的体积V12指标：（1）还原膨胀指数（ RSI）的定义：球团矿在等温还原过程中自由膨胀，还原前后体积增长的相对值，用体积百分数表示。（2）计算公式V1V0RSI = 100 （%）V0式中：V0-还原前试样的体积， mL；V1-还原后试样的体积， mL。T中( )9000.3 N20.9 N2煤气CO：N2=30：70 60min N2T(min) 室温30 分降温第9页共35页（四） 软化性能和熔滴性能无国家标准，也无国标标准，世界各地做法都不相同，无可比性，但同一种设备在同一条件下做出的结果对生产具有指导意义。1检测过程（模拟高炉过程）按一定速度升温，
8、受热，T ，被还原、软化、熔化、滴落。H = f(T) P = f(T) P = 1.0Kg/cm3 煤气CO：N2 = 30:70矿石50mm 焦炭20mm 第10页共35页2指标：（1）软化开始温度 TA：H 压缩率= 100% = 10% 时所对应的温度。 H0 （2）软化终了温度 Ts：与 1/2 Pmax 对应的试样温度（3）渣铁开始滴落对应的试样温度，用TM表示（4） 软化温度区间 TSATSA=Ts-TA （5）软熔温度区间 TMS = TM - TS （6）矿石软熔层的压缩率B H mm P Pa T() H PP TATS TSA TMSTMH0HMHSHA第11页共35页H
9、M - HSB = 100% H0 式中：H0 试样的原始高度， mm Hs 温度为 Ts时试样被压缩的高度， mm HM 渣铁开始滴落时试样被压缩的高度，mm （7）试样过程中出现的最大压差：Pmax 通过该实验，能同时得到软化性能和熔滴性能指标。(五)焦炭反应性及反应后强度检测（国标GB/T4000-1996）1检测过程：（1）称制好的焦样m0=200g0.5g ，除去 m粉后记为 m （2）反应过程将焦样按要求装入特制的反应罐中。升温制度（3）T100,称量记为 m1CO2120min 0.3m3/h T中( )1100 0.048 N2N20.12 m3/h T(min) 室温降温第1
10、2页共35页（4）进入焦炭转鼓后，筛分、称量，记为m22指标：（1）焦炭反应性（ CRI ）焦炭反应性指标已损失的焦炭质量占反应前焦样总质量的百分数表示。mm1 RSI = 100 （%）m 式中：m 焦炭试样质量， g m1 反应后残余焦炭质量，g（2）反应后强度（ CSR）反应后强度指标以转鼓后大于10mm 粒级焦炭占反应后残余焦炭的质量百分数表示。m2 RSI = 100 （%）m1 式中：m2 转鼓后大于 10mm 粒级焦炭质量， g 四 原料冶金性能与高炉生产的关系（一） 低温还原粉化性能的影响铁矿石低温还原粉化率高（RDI -0.5 ） ，RDI+3.15 ，在一定程度上影响煤气流
11、在块状带的第13页共35页上部悬料分布与透气性Q 尘缩短炉顶设备寿命（二） 还原性对高炉冶炼的影响K 8-9% RI 每10% 据统计，产量也会有一定幅度的提高软化性能和熔滴性能TARI TM （三） 软化性能对高炉冶炼的影响中下部透气性铁矿石的软化性能间接还原软熔带位置高中部间接还原区缩小K TA软熔带下部透气性恶化影响高炉顺行（四） 熔滴性能对高炉冶炼的影响据测定，压损 P软熔带60%高炉PBF第14页共35页而P软熔带主要集中在熔融滴落部分所以铁矿石熔滴性能对高炉顺行具有重要影响增产节焦（五）焦炭反应性和反应后强度对高炉冶炼的影响1焦炭在高炉中的作用燃料（热能）还原剂（化学能）骨架的作用
12、（机械强度特别是热强度）2如果焦炭的反应性（ CRI ）好，热强度（ CSI）差炉况不顺料柱透气性差产量降低质量下降此外，还会引起炉渣粘度，渣铁分离困难。第15页共35页五日钢主要炼铁原燃料的冶金性能（一）低温还原粉化性能1 日钢烧结矿低温还原粉化性能日钢烧结矿低温还原粉化性能名称RDI+6.3 RDI+3.15 RDI-0.5 RDI+3.15 极差(%) 烧结矿（五烧）34.44% 66.67% 8.37% 0.01A=7.5%数据有效烧结矿（五烧）37.60% 66.66% 8.62% 平均值36.02% 66.67% 8.50% 烧结矿（一烧）16.17% 53.29% 8.53% 自
13、产高碱烧结矿44.28% 69.88% 8.78% 第16页共35页结论：日钢自产高碱烧结矿低温还原粉化性能最好，烧结矿（一烧）最差。2 烧结矿低温还原粉化性能对比：日钢烧结矿低温还原粉化性能对比名称RDI+6.3 RDI+3.15 RDI-0.5 日钢烧结矿（五烧）36.02% 66.67% 8.50% 烧结矿（一烧）16.17% 53.29% 8.53% 自产高碱烧结矿44.28% 69.88% 8.78% 攀钢烧结矿21.29% 24.77% 30.61% 鄂钢烧结矿26.39% 59.85% 8.81% 玉钢烧结矿95.10% 97.39% 1.29% 莱钢烧结矿28.67%50.97
14、%9.37%第17页共35页杭钢烧结矿65.08% 84.50% 3.57% 达钢烧结矿42.57% 73.84% 5.76% 水钢新烧结矿52.76% 77.04% 6.22% 水钢老烧结矿37.94% 67.03% 8.81% 涟钢烧结矿34.05% 70.91% 6.59% 南钢烧结矿33.6069.805.10邯钢烧结矿55.40% 76.80% 7.1% 结论：同全国其它企业比：日钢烧结矿低温还原粉化性能属于中等水平。第18页共35页3.球团矿 日钢球团矿低温还原粉化性能对比名称RDI+6.3 RDI+3.15 RDI-0.5 日钢落球86.12% 86.83% 12.53% 达钢普
15、通球团矿97.56% 98.60% 0.92% 国内球团矿58.3279.955.1进口球团矿69.1989.854.76进口球团矿83.0591.814.83结论：同全国其它企业比：日钢球团矿低温还原粉化性能属于中下水平。第19页共35页（二）中温还原性能：1. 日钢烧结矿中温还原性能日钢烧结矿还原性能名称RI(%) RVI （%/min ）日钢烧结矿（一烧）87.95 0.60 2. 烧结矿中温还原性能对比：日钢烧结矿还原性能对比名称RI (%) RVI （%/min ）日钢烧结矿87.950.60攀钢烧结矿79.330.53第20页共35页鄂钢烧结矿80.12 0.52 玉钢烧结矿85.36 0.60 莱钢烧结矿75.71 0.44 杭钢烧结矿68.50 0.35 达钢烧结矿72.87 0.49 水钢新烧结矿81.33 0.45 涟钢烧结矿87.59 0.62 南钢烧结矿87.80 0.65 结论：同全国其它企业比：日钢烧结矿中温还原性能属于上等水平。第21页共35页3.块矿中温还原性能对比： 块矿还原性能对比名称RI(%
