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摘 要:本文闡述了燒結(jié)礦在高爐煉鐵中的地位和作用,闡明了燒結(jié)礦質(zhì)量的內(nèi)涵,分析了燒結(jié)礦的化學(xué)成分、物理性能和冶金性能對高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響,提出了燒結(jié)生產(chǎn)改善燒結(jié)礦質(zhì)量的幾點結(jié)論性意見。
關(guān)鍵詞:燒結(jié)礦質(zhì)量、主要化學(xué)成分、強度和粒度、冶金性能、高爐冶煉主要操作指標(biāo)
中圖分類號:TFO46.4 文獻標(biāo)識碼:A
Abstract: This paper were descripted the position and function of sinter in the blast furnace ironmaking, expounded the connotation of sinter quality, analyzed the influence of chemical composition, physical properties and metallurgical properties of sinter on the main operational indexes of blast furnace, and put forward some conclusive suggestions of improving the quality of sinter in sintering production.
Key words: the quality of sinter; main chemical composition; strength and granularity; metallurgical property; main operational indexes of blast furnace ironmaking
1 燒結(jié)礦在高爐煉鐵中的地位和作用
自上世紀(jì)八十年代以來,高堿度燒結(jié)礦一直是我國高爐煉鐵的主要原料,近幾十年來,含鐵原料占高爐煉鐵成本接近70%,燒結(jié)礦占高爐煉鐵爐料的70%以上,占噸鋼能耗指標(biāo)的10%以上,是鋼鐵生產(chǎn)能耗的第二大戶,也是廢氣物排放的大戶,因此不論從爐料組成比例、生鐵成本、還是廢棄物排放及環(huán)境保護,燒結(jié)礦生產(chǎn)對高爐煉鐵有著舉足輕重的影響。
燒結(jié)礦的質(zhì)量對高爐煉鐵的產(chǎn)量、能耗、生鐵質(zhì)量和高爐壽命均起著決定性的作用。例如,燒結(jié)礦的品位變動1%,將會影響高爐燃料比1.0%~1.5%,影響產(chǎn)量2.0~2.5%;燒結(jié)礦的SiO2含量變動1%,影響噸鐵渣比30~35kg;燒結(jié)礦的堿金屬和鋅超標(biāo),其化合物在高爐下部高溫區(qū)還原后形成K、Na、Zn蒸汽,隨煤氣上升在爐身中、下部循環(huán)富集、冷凝破壞爐料的強度,影響料柱的透氣性,還會造成高爐結(jié)瘤、腐蝕耐火材料和金屬結(jié)構(gòu)。燒結(jié)礦的低溫還原粉化和熔滴性能是高爐上部和下部透氣性的限制性環(huán)境,凡此種種,燒結(jié)礦的質(zhì)量對高爐煉鐵的作用和影響是不能忽視的,故討論和探索燒結(jié)礦質(zhì)量對改善高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),實現(xiàn)低成本、低燃料比高效煉鐵有著重大的經(jīng)濟價值和實際意義。
2 燒結(jié)礦質(zhì)量的內(nèi)涵和價值
燒結(jié)礦的質(zhì)量由化學(xué)成分、物理性能和冶金性能三部分組成,它們?nèi)唛g的關(guān)系是:化學(xué)成分是基礎(chǔ),物理性能是保證,冶金性能是關(guān)鍵。
2.1 燒結(jié)礦的主要化學(xué)成分及其價值
燒結(jié)礦的主要化學(xué)成分包括品位和SiO2、堿度、MgO和Al2O3、FeO,S、P、Ka2O、Zn和Cl等有害元素。
2.1.1含鐵品位對燒結(jié)礦質(zhì)量的價值
含鐵品位是燒結(jié)礦質(zhì)量的核心,我國自解放后至今半個多世紀(jì)以來,提高燒結(jié)礦質(zhì)量的
一個核心問題就是不斷提高燒結(jié)礦的品位、降低燒結(jié)礦的SiO2含量,由于品位的提高,渣量的降低、高爐煉鐵的產(chǎn)量提高,燃料比降低,表1列出了首鋼、包鋼和酒鋼的燒結(jié)礦質(zhì)量與高爐主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的關(guān)系。
近幾年有不少鋼鐵企業(yè)采用低品位、大渣量的做法,主觀愿望想降低成本,實際適得其反,造成大排放、高燃料比和低效的結(jié)果,總結(jié)歷史的經(jīng)驗,應(yīng)繼續(xù)走精料之路,才能實現(xiàn)低成本、低燃料比和高效煉鐵的目標(biāo)。
2.1.2堿度對燒結(jié)礦質(zhì)量的價值
理論研究和多年來的生產(chǎn)實踐證明,高堿度是燒結(jié)礦質(zhì)量的基礎(chǔ)。由于燒結(jié)礦的質(zhì)量取決于
其礦物組成,而燒結(jié)礦的礦物組成取決于堿度。對高爐煉鐵而言,燒結(jié)礦的最佳堿度范圍為1.90~2.30,萊鋼、太鋼不同堿度燒結(jié)礦礦物組成列于表2,在生產(chǎn)實踐中,燒結(jié)礦的強度和粒度,燒結(jié)礦的冶金性能均與其堿度直接相關(guān)。
幾個企業(yè)燒結(jié)礦強度與堿度的關(guān)系列于表3,幾個企業(yè)燒結(jié)礦的冶金性能與堿度的關(guān)系列于表4.
由表2~表4可見,燒結(jié)礦的質(zhì)量與堿度密切相關(guān),燒結(jié)生產(chǎn)必須堅持高堿度的方向。
2.1.3 SiO2含量對燒結(jié)礦質(zhì)量的價值
SiO2是燒結(jié)礦質(zhì)量的一個重要元素,在燒結(jié)生產(chǎn)中SiO2是燒結(jié)生成渣相的主要組分,
也是燒結(jié)生產(chǎn)生產(chǎn)鐵酸鈣粘結(jié)相的重要組分。在燒結(jié)礦生產(chǎn)中,SiO2含量既不能太低也不能過高,最佳含量為4.6~5.3%[7],0.1~0.3的Al2O3/SiO2是形成復(fù)合鐵酸鈣的重要條件,當(dāng)SiO2含量低于4.6%,會因為渣相不足影響燒結(jié)礦的強度;當(dāng)SiO2高于5.3%后,隨硅酸鹽渣相增大將影響燒結(jié)礦的強度和冶金性能。SiO2含量對鞍鋼燒結(jié)礦的質(zhì)量影響列表列于表5, SiO2含量對鞍鋼和太鋼高爐操作指標(biāo)的影響列于表6。
由表2~表4可見,燒結(jié)礦的質(zhì)量與堿度密切相關(guān),燒結(jié)生產(chǎn)必須堅持高堿度的方向。
2.1.3 SiO2含量對燒結(jié)礦質(zhì)量的價值
SiO2是燒結(jié)礦質(zhì)量的一個重要元素,在燒結(jié)生產(chǎn)中SiO2是燒結(jié)生成渣相的主要組分,
也是燒結(jié)生產(chǎn)生產(chǎn)鐵酸鈣粘結(jié)相的重要組分。在燒結(jié)礦生產(chǎn)中,SiO2含量既不能太低也不能過高,最佳含量為4.6~5.3%[7],0.1~0.3的Al2O3/SiO2是形成復(fù)合鐵酸鈣的重要條件,當(dāng)SiO2含量低于4.6%,會因為渣相不足影響燒結(jié)礦的強度;當(dāng)SiO2高于5.3%后,隨硅酸鹽渣相增大將影響燒結(jié)礦的強度和冶金性能。SiO2含量對鞍鋼燒結(jié)礦的質(zhì)量影響列表列于表5, SiO2含量對鞍鋼和太鋼高爐操作指標(biāo)的影響列于表6。
2.1.4 Al2O3含量對燒結(jié)礦質(zhì)量的價值
對燒結(jié)礦的質(zhì)量而言,Al2O3含量也是影響質(zhì)量的一個重要元素,首先,一定的Al2O3/SiO2是燒結(jié)生成針狀復(fù)合鐵酸鈣的重要條件,在常態(tài)下,高堿度燒結(jié)礦的化學(xué)分子式是:5 CaO·2SiO2·9(FeAl)2O3,燒結(jié)礦沒有Al2O3就不能生成SFCA,但含量不能太高,超過了2%就會影響燒結(jié)礦的冷強度和RDI指數(shù),燒結(jié)礦的Al2O3含量一般控制在1.0~2.0%的范圍內(nèi),Al2O3對杭鋼燒結(jié)礦強度和RDI指數(shù)的影響列于表7。
2.1.5 MgO含量對燒結(jié)礦質(zhì)量的價值
MgO含量對燒結(jié)礦質(zhì)量而言是一個負(fù)能量元素,它有利于改善燒結(jié)礦的低溫還原粉化性
能還是建立在降低燒結(jié)礦還原性上得到的。MgO含量在燒結(jié)過程中易與Fe3O4反應(yīng)生成鎂磁鐵礦(MgO ?Fe3O4),阻礙Fe3O4在燒結(jié)過程中氧化為Fe2O3,降低鐵酸鈣相的生成,造成成品燒結(jié)礦的冷強度和還原性降低。MgO 含量對首鋼和梅鋼燒結(jié)礦質(zhì)量的影響列于表8和表9.
燒結(jié)生產(chǎn)之所以要配MgO是為了滿足高爐煉鐵爐渣流動性、脫硫和脫堿(K2O+Na2O)的需求。
2.1.6 FeO含量對燒結(jié)礦質(zhì)量的價值
FeO含量也是燒結(jié)礦的一個重要內(nèi)容,F(xiàn)eO含量的高低直接影響燒結(jié)礦的強度、粒
度和冶金性能,燒結(jié)礦的FeO與配碳密切相關(guān),燒結(jié)生產(chǎn)應(yīng)追求高強度、低FeO的目標(biāo),目前FeO含量全國平均水平8.40~8.50%,有些企業(yè)為了追求高強度片面的提高FeO含量,這是既不科學(xué)又不合理的做法,燒結(jié)礦的強度與FeO有關(guān),但取決于燒結(jié)礦的礦物組成,燒結(jié)礦不同礦物組成的強度列于表10,F(xiàn)eO含量對燒結(jié)礦質(zhì)量的影響列于表11.
由表10和表11可見,含F(xiàn)eO高的硅酸鹽礦物相的強度都比較低,燒結(jié)礦的強度并不是FeO含量越高強度越好,兼顧燒結(jié)礦的強度和冶金性能,F(xiàn)eO低于9%,在6.5%~8.5%是最佳范圍。
2.1.7 S、P、Ka2O、ZnO和Cl等有害元素的含量是燒結(jié)礦質(zhì)量不可忽視的內(nèi)容,這些有害元素要進行控制,它們的危害和限量列于表12.
2.2 燒結(jié)礦強度和粒度的價值
強度和粒度是燒結(jié)礦的主要物理性能,除此之外還有堆密度和孔隙度等。強度和粒度是燒結(jié)礦的重要質(zhì)量指標(biāo),因為它是高爐上部透氣性的限制性環(huán)節(jié)。不同高爐容積對燒結(jié)礦的強度和粒度有不同的要求,新修訂的《高爐煉鐵工程設(shè)計規(guī)范》列出了不同爐容對燒結(jié)礦強度、FeO和粒度的不同要求列于表13.
2.3 燒結(jié)礦冶金性能的價值
燒結(jié)礦的冶金性能包括:900℃還原性(RI),500℃低溫還原粉化(RDI),荷重還原軟化性能(TBS,TBE,△TB)和熔滴性能(TS、Td、△T、 △Pm,S值),這些性能是反應(yīng)燒結(jié)礦在高爐冶煉過程中性狀的,燒結(jié)礦冶金性能有什么價值呢?這要從高爐過程各帶的透氣阻力說起,詳見高爐內(nèi)各帶透氣阻力圖(示圖1)。
通過高爐解剖和實測發(fā)現(xiàn):高爐爐內(nèi)含鐵爐料存在的狀態(tài),可以分為塊狀帶、軟化帶和熔融滴落三種狀態(tài)。高爐上部塊狀帶的阻力損失占高爐總壓損的15%;處于爐身下部和爐腰部位的軟化帶的阻力損失占總壓損的25%;處于爐腹部位的熔融滴落帶的阻力損失占高爐總壓損的60%。因此影響高爐順行的主要部位在高爐下部的熔滴帶。正因如此,保持高爐長期穩(wěn)定順行的新理念是:高爐操作以控制高爐下部爐腹煤氣量指數(shù)為主,輔之以高爐上部布料操作,形成大平臺加小漏斗的煤氣分布曲線。
900℃還原性的優(yōu)劣不僅影響高爐上部煤氣利用率,同時還影響其軟熔性能,即影響高爐下部的透氣性,因此它是一項基本的冶金性能,一般堿度1.9的高堿度燒結(jié)礦,其RI值應(yīng)大于85%。
500℃低溫還原粉化性能是燒結(jié)礦在高爐內(nèi)的低溫還原強度,它是高爐上部透氣性的限制性環(huán)節(jié),高爐冶煉要求RDI+3.15≥72%,如果粉化指數(shù)低于60%,就應(yīng)該在入爐前對其做噴灑處理,以往噴灑CaCl,但Cl元素進高爐帶來的危害太大,所以現(xiàn)在改噴無Cl的新型環(huán)保產(chǎn)品降低RDI指數(shù)是方向。
高爐冶煉要求燒結(jié)礦的開始軟化溫度(TBS)高于1050℃,低于900℃的酸性爐料不利于高爐中部軟化帶的透氣性。燒結(jié)礦的軟化性能往往與熔劑的礦物形態(tài)相關(guān)聯(lián)。硅酸鹽的熔劑會降低TBS值,而碳酸鹽的熔劑有利于提高燒結(jié)礦的TBS值。
熔滴性能是燒結(jié)礦冶金性能最重要的一項性能,因為熔滴帶的透氣阻力占高爐總阻力損失的60%以上,因此應(yīng)重視燒結(jié)礦熔滴性能的改善,燒結(jié)礦的熔滴性能與其品位、
SiO2 、Al2O3、FeO、TiO2等成分的含量相關(guān),高品位、低渣量、低Al2O3、低FeO的燒結(jié)礦其熔滴性能均比較好,反之比較差,高爐煉鐵要求綜合爐料的S值≤40(Kpa℃)是適宜的.
3 燒結(jié)礦質(zhì)量對高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響
3.1 燒結(jié)礦主要化學(xué)成分對高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響
2016年我國幾家企業(yè)燒結(jié)生產(chǎn)主要技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)列于表14.
3.1.1 品位和SiO2含量對高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響
在常態(tài)下,入爐礦品位變動1%,高爐燃料比會變動1~1.5%,產(chǎn)量變動2~2.5%,確
認(rèn)了爐料結(jié)構(gòu)燒結(jié)礦的比例,即可計算出燒結(jié)礦品位變動1%對高爐燃料比和產(chǎn)量的影響了。入爐礦SiO2含量變動1%,影響渣鐵比30~35kg/t,100kg渣量將影響燃料和產(chǎn)量各3.0~3.5%,有了燒結(jié)礦的入爐比例,乘以比例即是燒結(jié)礦SiO2含量變動對高爐主要操作指標(biāo)的影響。
值得指出的是近年來一些企業(yè)還受著“低品質(zhì)礦冶煉新技術(shù)”的影響,片面追求低成本,
入爐礦品位低至53~54%,造成渣鐵比接近500kg/t,噸鐵燃料比高于560kg,這樣的指標(biāo)哪來低成本和高效益,這樣的結(jié)果值得企業(yè)經(jīng)營者考慮。
3.1.2 燒結(jié)礦堿度對高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響
上文已經(jīng)說明堿度是燒結(jié)礦質(zhì)量的基礎(chǔ),生產(chǎn)實踐證明,燒結(jié)礦的最佳堿度范圍是
1.9~2.3,當(dāng)堿度低于1.85,每降低0.1的堿度將影響燃料比和產(chǎn)量各3.0~3.5%,據(jù)了解,在實踐生產(chǎn)中降低堿度對高爐燃料比的影響遠(yuǎn)高于3.5%的比例。在近年生產(chǎn)中還有一些企業(yè)燒結(jié)礦堿度低于1.80甚至還有低于1.70的,應(yīng)該認(rèn)識到堿度對燒結(jié)礦質(zhì)量和高爐主要操作指標(biāo)的影響,幾個企業(yè)不同燒結(jié)礦堿度的高爐主要操作指標(biāo)列于表15.
3.1.3 燒結(jié)礦的MgO和Al2O3含量對高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響
MgO和Al2O3都是高爐爐渣的重要成分,一定量的MgO含量有利于改善爐渣的流動性,
并有利于脫硫和脫堿,考慮到MgO對燒結(jié)礦質(zhì)量主要是負(fù)面影響,而燒結(jié)礦提高MgO含量會明顯增加燒結(jié)礦成本,當(dāng)然也增加了生鐵成本,故近年來不少高爐提倡低MgO/Al2O3冶煉,據(jù)不完全統(tǒng)計,全國已有40多座高爐將MgO/Al2O3從0.6降低到0.4的水平,在常態(tài)下,燒結(jié)礦MgO含量應(yīng)控制在1.6%~1.8%,不要高于2.0%;在高爐渣Al2O3不高于17%的條件下,MgO不高于9%是合理的。正常情況下,燒結(jié)礦的Al2O3含量不高于2%,近幾年隨著進口鐵礦資源Al2O3含量不斷升高,我國燒結(jié)礦和高爐渣的Al2O3含量都有升高的趨勢,但為了降低成本去采購高Al2O3礦,實行高鋁、高鎂、大渣量、高燃料比的做法是不科學(xué)不合理的,它不僅與高爐煉鐵的精料方針背道而馳,也達不到低成本高效益的目的。
一般情況下爐渣的Al2O3含量保持在13~15%的水平,高于15%后,會降低爐渣的流動
性和脫硫效果,已有的實驗研究發(fā)現(xiàn),高爐渣的Al2O3含量不高于17%,能保持高爐的穩(wěn)定和順行。
3.1.4 燒結(jié)礦的FeO含量對高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響
《冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和高爐煉鐵工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,燒結(jié)礦的FeO含量應(yīng)≤9%,適當(dāng)?shù)腇eO有利于燒結(jié)礦的強度,但不是FeO含量越高燒結(jié)礦強度越好,有些企業(yè)煉鐵廠廠長提出,F(xiàn)eO含量不得低于9.5%,甚至不得低于10.5%,從燒結(jié)礦的質(zhì)量出發(fā),F(xiàn)eO含量高就意味著高配碳和高溫型燒結(jié),高溫?zé)Y(jié)生產(chǎn)不出優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦,不利于改善高爐冶煉指標(biāo)。高FeO燒結(jié)礦影響燒結(jié)礦的還原性,不利于提高產(chǎn)量和降低燃料比,燒結(jié)礦的FeO每提高1%,將會影響高爐產(chǎn)量和燃料比各1.0~1.5%。
3.1.5 S、P、Ka2O、ZnO、Cl等有害元素對高爐冶煉主要指標(biāo)的影響
S和P對高爐過程的影響早已進入常態(tài)化,當(dāng)前煉鐵工作者應(yīng)重視Ka2O、ZnO、Cl對高爐過程的危害和破壞,多年來的高爐煉鐵實踐,低堿度(爐渣堿度低于1.05)能有效排堿(Ka2O、+Na2O),高頂溫(爐喉溫度大于550℃)能有效排ZnO,這已成為成功的經(jīng)驗做法,但對Cl的危害和破壞往往被忽視,現(xiàn)在尚有幾個大鋼企還在對燒結(jié)礦噴灑CaCl溶液,CaCl進入高爐后,爐料中的Ka、Na將CaCl2的Ca置換出來,生成KCl和NaCl蒸汽,在高爐內(nèi)循環(huán)富集,破壞爐料運動和焦炭質(zhì)量,腐蝕和破壞風(fēng)口[6]。因此必須對Cl元素進入高爐后的危害和破壞作用引起重視。
3.2 燒結(jié)礦強度和粒度對高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響
不同容積的高爐對燒結(jié)礦的強度和粒度都有一定的要求,燒結(jié)礦的強度不夠就會產(chǎn)生粉末,經(jīng)驗數(shù)據(jù)證明:小于5mm的粉末每增加1%,燃料比會升高0.5%,產(chǎn)量降低0.5~1%。
粒度是影響煤氣利用率和燃料比的一個重要因素,高爐煉鐵不是原料的粒度越大透氣性越好,也不是粒度越小越好,總的應(yīng)該是小而勻,中小高爐粒度以10~25mm為宜,大于3000m3的大高爐粒級可以25~40mm的為主。適當(dāng)縮小燒結(jié)礦粒度,改善高爐上部塊狀帶的還原性值得煉鐵工作者關(guān)注。法國索里梅公司2813m3高爐,入爐燒結(jié)礦的粒度從15mm縮小到13mm,5~10mm粒級從30%增加到34%,大于25mm的粒級從23%降低到17%,該高爐渣鐵比305kg,風(fēng)溫1250℃,由于縮小燒結(jié)礦的粒度創(chuàng)造了439kg/t燃料比的世界紀(jì)錄[7]。
3.3 燒結(jié)礦冶金性能對高爐主要操作指標(biāo)的影響
3.3.1燒結(jié)礦還原性對高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響
燒結(jié)礦還原性取決于其礦物組成和氣孔結(jié)構(gòu)[8] 。還原性不好的燒結(jié)礦裝入高爐后,首先會影響高爐上部塊狀帶的煤氣利用率,造成高爐內(nèi)上部間接還原降低,直接還原增加,影響高爐的燃料比和產(chǎn)量,經(jīng)驗數(shù)據(jù)顯示,入爐礦的直接還原變動10%影響高爐燃料比和產(chǎn)量各10%[9]。多數(shù)高堿度燒結(jié)礦的900℃還原性應(yīng)≥85%,燒結(jié)礦的氧化鎂和亞鐵含量高均會明顯降低燒結(jié)礦的還原性。
3.3.2燒結(jié)礦低溫還原粉化性能對高爐主要操作指標(biāo)的影響
燒結(jié)礦的低溫下還原產(chǎn)生粉化的原因主要是骸晶狀赤鐵礦(又稱再生赤鐵礦)在低溫還原過程中發(fā)生晶格轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的極大內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致燒結(jié)礦碎裂。除此之外,礦種、配碳、二氧化鈦和三氧化二鋁含量過高等因素也會導(dǎo)致燒結(jié)礦產(chǎn)生低溫還原粉化,這是影響高爐上部塊狀帶透氣性的限制性環(huán)節(jié)。已有的生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)證明[10],燒結(jié)礦的RDI-3.15每增加10%,影響高爐產(chǎn)量3%以上,燃料比升高1.5%。
3.3.3燒結(jié)礦荷重還原軟化性能對高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響
燒結(jié)礦的荷重還原軟化性能取決于其礦物組成和氣孔結(jié)構(gòu)強度[8]。開始軟化溫度的高低往往是其氣孔結(jié)構(gòu)強度起主導(dǎo)作用的結(jié)果,說明軟化終了溫度往往是礦物組成起主導(dǎo)作用。由高爐內(nèi)各帶透氣阻力圖示可知,軟化帶的阻力損失約占25%,關(guān)于荷重軟化性能對高爐主要操作指標(biāo)的影響,目前國內(nèi)外僅有意大利的皮昂比諾公司在其4#高爐上做過的統(tǒng)計,含鐵原料的開始軟化溫度(TBS)由1285℃提高到1335℃,高爐的透氣性ΔP由5.2kpa降低到4.75kpa, 產(chǎn)量提高了16%,可說明燒結(jié)礦的荷重還原軟化性能對高爐操作指標(biāo)的影響不容忽視。
3.3.4燒結(jié)礦的熔滴性能對高爐主要操作指標(biāo)的影響
熔融滴落性能簡稱熔滴性能,是燒結(jié)礦最重要的冶金性能,因為熔融滴落帶的阻力損失占高爐總壓損的60%,這也是近年來高爐操作由過去長期以高爐上部操作為主改變?yōu)橄虏坎僮鳛橹鳎纬尚碌母郀t操作理念的原因所在。 美國學(xué)者L.A.Hass等提出對高爐爐料來說,熔滴性能總特性值(S)≤40kpa℃是適宜的[11]。
℃〕,為了掌握和改善燒結(jié)礦的熔滴性能,煉鐵工作者認(rèn)識和理解TS(開始熔融溫度)、Td(開始滴落溫度)和ΔPm(最大壓差值)的取決條件是十分必要的。
開始熔融溫度(Ts)也即壓差開始陡升溫度(ΔPs)取決于FeO低熔點渣的熔點。含F(xiàn)eO高的爐料,會較早地造成壓差開始陡升。而渣相中的FeO取決于爐料被還原的程度。
開始滴落溫度(Td)取決于渣相熔點和金屬滲碳反應(yīng)。高堿度燒結(jié)礦由于含F(xiàn)eO低和還原性優(yōu)良,形成渣熔點高,滴落溫度也就高。
燒結(jié)礦在高爐內(nèi)熔滴帶最大壓差值(ΔPm)取決于渣相量和渣相粘度的高低。一般品位低、渣鐵比高、Al2O3或TiO2含量高的燒結(jié)礦ΔPm 值越高。
4 改善燒結(jié)礦質(zhì)量的幾點結(jié)論性意見
由以上討論和分析,可以對燒結(jié)礦的質(zhì)量得出以下幾點結(jié)論性意見:
1) 燒結(jié)礦的質(zhì)量由化學(xué)成分、物理性能和冶金性能組成,它們?nèi)咧g的關(guān)系為:化學(xué)成分是基礎(chǔ),物理性能是保證,冶金性能是關(guān)鍵。
2) 燒結(jié)礦的化學(xué)成分主要有品位、SiO2、堿度、MgO、Al2O3和FeO,還有少量的S、P、Ka2O、ZnO、Cl等有害元素。
3) 含鐵品位是燒結(jié)礦質(zhì)量的核心,高堿度是燒結(jié)礦質(zhì)量的基礎(chǔ),燒結(jié)礦生產(chǎn)追求高料層、高堿度、高還原性和低碳、低亞鐵的三高兩低目標(biāo)。
4) 高MgO、高Al2O3、高FeO和大粒度的高溫型燒結(jié)不是燒結(jié)生產(chǎn)的方向,低碳厚料層的低溫?zé)Y(jié)才是燒結(jié)生產(chǎn)的方向,優(yōu)良的燒結(jié)礦質(zhì)量有利于實現(xiàn)高爐冶煉低燃料比煉鐵。
5) 優(yōu)良的冶金性能是燒結(jié)礦質(zhì)量的關(guān)鍵,煉鐵工作者為改善高爐操作指標(biāo)應(yīng)重視和關(guān)注燒結(jié)礦冶金性能的改善。
主要參考文獻:
[1] 丁書慎. 為首鋼煉鐵準(zhǔn)備原料[C].//1987年煉鐵精料學(xué)術(shù)會議論文集. 嘉峪關(guān):中國金屬學(xué)會:1987:25-39
[2] 劉維漢. 從首鋼燒結(jié)生產(chǎn)的發(fā)展談?wù)剬掕F精料的一點認(rèn)識. [C].//1987年煉鐵精料學(xué)術(shù)會議論文集. 嘉峪關(guān):中國金屬學(xué)會:1987:40-50.
[3] 許滿興.高爐爐料結(jié)構(gòu)的進步與發(fā)展. [C].// 中國鐵礦石造塊適用技術(shù) .北京:冶金工業(yè)出版社:2000年:258-270.
[4] 許滿興. 影響燒結(jié)礦強度的因素分析. [M].鐵礦石優(yōu)化配礦實用技術(shù). 北京: 冶金工業(yè)出版社,2017. 186-196.
[5] 王維興. 高爐煉鐵對爐料質(zhì)量要求[C].//第十四屆全國煉鐵原料學(xué)術(shù)會議論文集. 蘭州:中國金屬學(xué)會:2015:1-4.
[6] 王再義.CaCl2對高爐內(nèi)堿金屬富集和焦炭熱性能的影響. [J].煉鐵. 2009,3,:45-50.
[7]N. ZhuSu. The relationship between the improvement of burden structure and operation of blast furnace in French solmer《A collection of blast furnace burden structures》(110)
[8]<Jap>Y.Shin Momara etc. The behavior of reductive softening and melting of sinter under simulated blast furnace conditions?!禔 collection of blast furnace burden structures》1986.1(80)
[9] 周傳典.影響焦比和產(chǎn)量的因素. [M].高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊. 北京,冶金工業(yè)出版社,2000,41-42.
[10] 周傳典.降低燒結(jié)礦低溫還原粉化的措施. [M].高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊. 北京: 冶金工業(yè)出版社,2002,817-821.
[11]<US>L.Ahass etc. Softening and melting properties of taconite pellets《Sintering and Pelletizing》1991.NO.6
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