高硅低铁高碱度烧结矿的还原性

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1、?蜘核诊团? !年第?期离硅低 铁高碱度烧结矿的还 原性重庆大学重庆 钢铁公司杨浪铆郭乖柱徐她韶提要在一定的条件下,高硅低铁高孩度烧结 矿是 增铁节焦的一条有效途径,在大爱实脸研究的基础上,分析了高硅低铁高旅度烧结 矿还原性差的很本原因,提出了改 善这种烧结矿 还 原性的措施。任何商炉要获得 良好的技术经济指标,在很大程度上取决于原料的质量。四川地区铁矿石储?虽然占全国第二 位,但贫矿多,富矿极少,许多中小高炉不得不使用贫矿。在无选矿而烧结能力又不足的情况 下,如何使用贫矿而获得较好的冶炼效果,这是中小铁厂必须解决的重大课题。重庆钢铁公司有两座? ?米?高炉,四台烧结机总共才? ?米?。六十年

2、代初,铁矿石含铁? ? ?。?,? ?,配?碱度? ? ?为?。?的烧结矿,熔荆单耗达? ?公斤,焦比高达? ? 公斤,仅熔剂消耗焦炭就达? ?公斤。为了改变这一被动情况,? ?年重钢开始进行高城度烧结矿的研究,? !年投入使用,效果十分明显。两年后当碱度为?时,完全取消了生熔剂入炉,焦比下降了? ?。二十余年来,重钢坚持使用高诚度烧结矿,取得了很大的经济效益,焦比逐年下降,产量逐年上升。图?是重钢? ? ? !年烧结矿碱度与高 炉 焦比的变化情况,图?示 出烧结矿碱度与 焦比及熔剂单耗的关系。重钢高碱度烧结矿属高硅低铁型,其化? ?低温烧结能使料层中温度分布趋 向合理,烧结矿中渣相固结和结晶

3、固结共同作用使烧结矿中强度得到提高。? ?攀枝花钒钦磁铁精矿采用低温烧结法提高了烧结矿产、质量,钙钦矿含量由? ?左右下降到?,并节省固体 嫌料?。?。? ?低温烧结法适用于高铁低硅 的其它 矿粉的烧结,它对我国烧结老厂 改造和新厂规划其有积极意义。? ? ?年抽?重庆大学,钢铁冶金原理,冶金工业 出版社,? ? ?年?。?。? ? ?,? ? ? ? ? ?,?,?。,? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?,? ? ? ? ? ?,?。?,? ?。?。中。? ?么?,? ?雌皿? ? 日。月? ? ? 几?双? ? ? ? ? 几月? ?兄,?黄天正、张清岑?“烧结节能中顶热烧结法的

4、最新进展?,烧结球团,? ? !抽?,考文献?容敬铭?“关于小 球烧结 的探 讨”,烧结 球 团,矛?南招珍团?学成分和旷物组成见表?和表?。钱?吸、勺沐一认比二言一几?澎官? ? ?枷铆?一石灰不,?嵘粼?公姗个?的? ? ? ?月啥? 翱?一玉 ?厂“比?即?喊度一? 日?令?、?圈?重钢? ? 年烧结矿 碱度与高炉焦比的变化情况图?污? ?一? ?,烧结矿碱度与焦比技熔剂单耗的 关 系烧?结矿的化学成分成分?一? ?飞? ?。?。? ?一? ?。? ?。?。? ?。?。? ?。?。?。几娜于? ?。? ?烧结矿的矿友?成分磁 铁 矿赤铁矿?铁 酸 钙?石?二酸钙物组钙铁橄揽石金树 铁铁改

5、?几了?石? 灰 石? ? ? ? !?。?重钢高硅低铁高碱度烧结矿中,液相数? 很大,约占? ?,物相组成主要是磁 铁 矿、铁酸钙和正 硅酸钙及 少量赤铁矿和游离石灰。磁铁矿、铁酸钙和正硅酸钙 品体互相 交织,接触紧密。柱状晶的铁 酸 钙在 烧结矿 中构成骨架,使烧结矿具有良好的强 变?见照片?。重钢根据其味料条件,发展 了高硅低铁高碱度烧结矿?既改善了烧结矿 的冶金性能,又为高炉 捉供犷预焙烧熔剂,这是 重钢炼铁厂增铁节焦的一条重要经验,也是我 国中小高炉由于资源和设备限制不得不使 用贫矿时增铁节焦的有效途径。照 片?高硅 低铁高碱度烧结矿的显微结构反光? ?众所周知,高碱度烧结矿具有强度

6、好、?粒度均匀,还原性好的优点,国外对此研究论述颇多,但重钢高碱度烧结矿 的还原性却不够理想。表?列出了重钢高碱度烧结矿和国内主要俐铁厂普通烧结矿的还原性,由表?可见重俐高城度烧结矿的还原性只相当于普通烧结矿的还原性。? ? ?年第?期烧结矿中磁铁矿含量?、烧结矿中铁酸 钙含量?的 函数关系为? ?。?。? ?。? ?一?。? ?,栩烧绪矿和?内, 通烧结矿的还旅性一阮?表?,?一? 。?一于 刁下网朴卜二?一扁还爪度? ,?, ,? ?,?。?。?注,还原条件退度?,时间?分?气体成分?,? ?气体流?。?升?分可见在研究的诸因素中影响还原性最大的 因 素是气孔妙。所 以要改善烧 结矿 的还

7、原性,改善高炉的煤气利用,提高间接还原性,就必须提高烧结矿的气孔度。在烧结过程中,若较早地 出现低熔点液相,液相数量大,粘度也 大,则 易堵塞气孔,降低烧结矿 的还原性。从重钢烧结矿中分离出枯结相,在? ?测定其粘度为? ? ? ? ?泊,可见粘度较大。为降低液相粘度,提高烧结矿的气孔度,进行了添加少量?的烧结试验(试验结果见表5)。F一1 . 71 . 1E1 . 9 . l !奋!31添加CaF:的试脸结果表5 为了改善重钢高碱度烧结矿 的还原性,近几年来进行了一系列研究,对高硅低铁烧结矿的特点有了更进 一步的认识。通常,由于高碱度烧结矿烧结时,大量熔剂分解产生大量气体,有利于形成气孔度较

8、高的烧结矿,但重钢烧结矿的全气孔率一般都低于1 5%(见表4)。CaF:萝成品率 %落下指数: 气孔 度 %还 原度 % 8 1。 5 5 53 3 3。 0475。 1 1 119。0 0 03 3 3。 377。 9 9 988。 0 0 0 83.5 5 5 5 5 ,栩烧结矿气孔魔%表4趁趁, ,健禅禅今气书.分分 ! ! ! ! ! ! !一”-一一一-一一一A A A A A A A13。 8 8 81 2。 l l lB B B B B22。 4 4 48。 7 7 7C C C C C12。 9 9 99。 3 3 3在重钢现有工艺条件下,系统地多次选取生产试样进行烧结矿物相分

9、析与还原性测定,导出 了还原度(Y)与烧结矿气孔度(P)、在相同的工艺条件下,仅添加12%的CaF:到混合料中,显微气孔显著增多,还原度升高约5%。加CaF:以后,显微气孔高达 30%,大气孔增加,气孔形状趋 向圆形或近似圆形。这表明降低液相粘度确能提高气孔度,从而改善烧结矿 的还原性。研究指出,烧结矿的还原性随烧结矿中 5 10:含量的增加而降低。因为 5 10:含量增高,增大了烧结时液相粘度及表面张力,对气流阻力增大,降低了烧结矿的气孔度,易形成致密的烧结矿。这虽有利于提高烧结矿的强度,但不利于改善烧结矿的还原性。对5 10:含量不 同 的烧结矿还原性的测 定 结果证明 了5 102对还

10、原 性 的 不 利 影 响( 见表6)。森*核诊团51 0:对烧结矿还 原性的形晌表6劣 艳 结 矿重钢S 0:, %还原度,、, 。.。 41。 649。 6对重钢高硅低铁原料进行配矿试验 表明,当烧结料中脉石总 量增加1.4%,烧结矿的还原性约降低1%。此外,5 102含量增加,还会降低烧结矿中Fe十十+/Fe+十,即降低烧结矿的氧化度和铁酸钙含量,从 而降低烧结矿的还原性。因此在重钢条件下 还应进一步降低烧结料中5 10:含量。必须指出,烧结矿的诬原性应 分别考虑在7001000的蓄热区和12001400的软融带的还 原性,但可以认为中温还 原性好的烧结矿在高温区仍可保持较好的还原性。由

11、于考虑到大量熔剂分解和烧结废气量增加,烧结过程中热耗要大大增加。相当长一段时间内烧结的燃料配比较高( 8 1 0 %),点火温度控制在13 00士5 0。在这种条件下烧结矿中磁铁矿含量达2 5 3 0%,铁酸钙含量小于3 0%,且多呈板状或柱状晶,气孔度在15%左右,烧结矿的还 原性不好。一般认为,随着烧结矿碱度的提高,三价铁系的矿物将逐渐取代二价铁系的矿物。前者比后者强度高,还原性好,所以高碱度烧结矿具有 良好的还 原性和 强度。因此发展铁酸钙是改善烧结矿强度和还原性的 重要手段。在高硅低铁条件下,烧结矿铁酸钙含量艘烧绪矿碱度的提高而增加。但当碱度超过一定值以后,例如大于2.5,再提高碱度,

12、铁咬钙数t 变化不大。当碱度从2.5提高到3.5时,快酸钙含量稳定在3 0 3 5 %的范围内。这是因为脉石为酸性硅酸盐的矿石,其中铁以F e,+存在,氧化铁被大 量渣相包裹,使其氧化不易进行,加之高硅低铁高孩度烧结矿嫩料消耗比一般烧结矿要多,也妨碍氧化铁的氧化。这就导致Fe:o,t不 足。所以生产高硅低铁高碱度烧结矿,用增加铁酸钙数t来改善烧结矿的还原性受到很大限制。要改善烧结矿的还原性,必须从降低磁铁矿的数量和改普矿物的显徽结构入手。由于过去配碳高,点火温度控制高,所以烧结温度偏高而P。:下降,使 得 液相 中 Fe十十 十/Fe十+下降,纤维状的铁酸钙转变成徽铁矿,液相中析出的铁酸钙形成

13、板、柱状晶体,导致烧结矿中磁铁矿数派上升,纤维状铁酸钙消失,烧结矿的还原性和抗低温还原粉化性能变坏。为了抑制磁铁矿的数量,发展纤维状铁酸钙,在重钢烧结机上进行了试验。即将嫩料配 比降为7%,降低点火温度并严格控制烧结料层的温度峰道(见表7)。结果表明,在试验和生产试样中,磁铁矿和铁酸钙数量无显著变化(见表8)。可见 以增加铁酸钙数t 来改善烧结矿的还原性是困难的。但试样中铁酸钙的显微结构却发生了变化。生产样中铁酸钙发育完全,呈板状晶,而试脸样中的铁酸钙有2/5呈细条状或纤维束状,其余为 短柱状,试脸样的还原性有较大的改警(见表 8)。因此,降低烧给料层的温度峰道,维持合理的热 制度应是重钢改善

14、烧结矿还原性的关键。二 十余年来,重钢烧结原料品种多,成分 波 功大。但由于 坚持使用高碱度烧结矿,不但为高炉提供了预处理熔剂,而且改善了烧结矿 的冶金性能,从而大幅度降低了焦比,改善了高炉的技术经济指标,取得了巨大的经济效益。重钢的生产实践充分 证明,高硅低铁高喊度烧绪矿是那些无选矿而烧结能力又不足 的不得不使用较贫矿石 的炼铁厂 的 一条简单易行、效果显著增铁节焦措施,对我国特别是西南地区具有现实意义。叮.、一才f、;曰一!,已.一J芬p .1一厅 奋n. d凡一 、碑 .卜一O甘e J,1飞一.矛一,卫n J .一点火沮魔与料层沮度峰位沮度.C试脸i试脸2试脸3点火一崖 峰位105010

15、50ID50125012401270生 产111351384烧位矿.相组成及还原度:,”“,。i硅,盐再生 赤铁矿笋离C口O还原度 %19包7年第2期气孔度和烧结矿中主要矿物的显微结构是影响重钢烧结矿还原性的主要 因素,降低液相数量及其粘度可提高气孔度。适宜的烧结热 制度,严格控制 烧结温度,抑制磁铁矿的数量,发展纤 维 状 铁酸钙,能有效地改善烧结矿的还原性。降低原料中的510:含量,可提高烧结矿的气孔度,增加烧结矿中的 铁酸钙数量从而显著改善烧结矿 的还原性。、J、J臼臼一. J恤甘,上.二,占.U口知0,曰几仙. 2内,曰2.舀5 0, 曰, 曰幼甘3舀Jq 仙.口口勺01舀八Ul舀.n , 曰呀 2试脸1试脸1试脸8生产i