澳礦配比對燒結(jié)礦性能的影響研究.pdf

1、近年來隨著我國粗鋼產(chǎn)量的突飛猛進(jìn)，國內(nèi)各鋼鐵企業(yè)礦石來源日趨緊張，對國外礦石的進(jìn)口依存度仍居高不下，為了提高高爐產(chǎn)量、改善質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，鋼鐵企業(yè)必須使用各種不同性能和質(zhì)量的礦石，從而使得燒結(jié)礦性能存在一定的不穩(wěn)定性。本論文以重鋼環(huán)保搬遷后新區(qū)實(shí)際鐵礦石資源配置為基礎(chǔ)，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有實(shí)際燒結(jié)生產(chǎn)配料情況，重點(diǎn)考察了不同澳礦配比條件下燒結(jié)物料的基礎(chǔ)特性、燒結(jié)混合料的制粒性能以及燒結(jié)礦的物理及冶金性能，并對混合料加水制粒成球及高溫?zé)Y(jié)成塊

2、過程中的相關(guān)機(jī)理問題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析。研究結(jié)果對于提高燒結(jié)礦資源的利用、改善燒結(jié)礦性能以及豐富鐵礦石燒結(jié)理論具有一定的的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 論文首先對燒結(jié)用原燃料進(jìn)行了基礎(chǔ)特性研究，考察了各物料的化學(xué)成分、粒度及比表面分析、吸水特性以及升溫過程的熱量變化等，為后續(xù)研究方案的制定和具體研究工作的開展奠定基礎(chǔ)。針對鐵礦石吸水特性，根據(jù)lagergren一級(jí)速率方程建立了鐵礦粉吸水宏觀動(dòng)力學(xué)模型，獲得了水在不同鐵礦粉中的傳

3、質(zhì)系數(shù)。對于澳礦粉，屬于典型的赤鐵礦型礦石，升溫過程中減重最明顯，存在結(jié)晶水和易燒損物質(zhì)最多；澳礦粉是容量最大，粒度分布均勻，>0.7mm的成核粒子較多，0.2-0.7mm的粘附粒子占20％以上，對制粒成球不利；澳礦顆粒比表面積最大，顆?？讖胶涂左w積也最大，屬典型的多孔顆粒，易于吸水，其濕容量和吸水傳質(zhì)系數(shù)也最高，有利于改善制粒效率。
　　 對燒結(jié)混合料制粒性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，獲得了具有工業(yè)指導(dǎo)意義的研究結(jié)果。混合料制

4、粒研究的基本結(jié)論是：①隨著加水量的增加，物料顆粒經(jīng)制粒后細(xì)小顆粒逐步降低，大顆粒越來越多、尺寸越來越大。當(dāng)>10mm粒級(jí)含量為50％，5～8mm粒級(jí)含量為30％，8～10mm粒級(jí)的含量為10％，其他粒級(jí)含量占10％時(shí)生料層的透氣性最好。②隨著制粒過程中加水量的逐漸增加，燒結(jié)料制粒后3～8mm粒級(jí)含量經(jīng)歷了由低到高在變低的過程，呈現(xiàn)出典型的倒“V”。透氣性指數(shù)等其他制粒效果評(píng)價(jià)指標(biāo)隨著含水量變化也有同樣的規(guī)律。③存在適宜含水量使得混合物料

5、的制粒效果最佳。④燒結(jié)料制粒適宜含水量隨著燒結(jié)料濕容量的增大而增大，二者存在顯著的線性關(guān)系。鐵礦石燒結(jié)研究的主要結(jié)論為：①以燒結(jié)礦物理性能轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，落下強(qiáng)度，抗磨指數(shù)和成品率為依據(jù)，結(jié)合其他參考標(biāo)準(zhǔn)(如燒結(jié)時(shí)間，溫度等)，篩選出的適用于燒結(jié)生產(chǎn)的11組配料方案，并進(jìn)行了重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)；②進(jìn)行了燒結(jié)礦冶金性能實(shí)驗(yàn)，未添加冷固球團(tuán)的2＃和18＃配比以及添加冷固球團(tuán)的30＃配比，有良好的低溫還原粉化指數(shù)；未添加冷固球團(tuán)的18＃的還原度最好，添加冷

6、固球團(tuán)后，30＃的還原度較好；對于高溫熔融滴落性能，未添加冷固球團(tuán)時(shí)，18＃的高溫熔融滴落性能較好，添加冷固球團(tuán)后，30＃的高溫熔融滴落性能也較好。依據(jù)燒結(jié)礦冶金性能實(shí)驗(yàn)及分析，篩選出18＃和冷固30＃為獲得良好物理性能的配礦方案。③與燒結(jié)實(shí)驗(yàn)優(yōu)選的18＃和冷固30＃相比，采用重鋼實(shí)際生產(chǎn)用混合料實(shí)驗(yàn)室燒結(jié)獲得的燒結(jié)礦具有良好的物理性能，低溫還原粉化指數(shù)，不足是燒結(jié)速度、還原度、高溫熔融滴落性能偏小。綜合分析看來，18＃和冷固30＃的配

7、礦方案可以滿足重鋼實(shí)際生產(chǎn)需要。④各指標(biāo)綜合考慮，當(dāng)澳粉加入量為55％時(shí)，燒結(jié)礦物理性能指標(biāo)與成品率相對較優(yōu)。⑤添加冷固球團(tuán)可以提高燒結(jié)礦的物理性能，如轉(zhuǎn)鼓指數(shù)，落下強(qiáng)度，抗磨指數(shù)等指標(biāo)相對穩(wěn)定或有一定程度的提升；對燒結(jié)礦的低溫還原粉化指數(shù)有一定的改善。缺點(diǎn)是垂直燒結(jié)速度變慢；燒結(jié)礦還原度有所下降；對燒結(jié)礦熔融滴落性能有一定的不利影響?？梢酝ㄟ^控制冷固球團(tuán)的添加量來改善燒結(jié)礦的物理強(qiáng)度，但是不宜配加過量。
　　 針對高溫?zé)Y(jié)過程

8、燒結(jié)液相生成，采用Factsage軟件計(jì)算了燒結(jié)液相量、理論燃燒比以及復(fù)合鐵酸鈣等溫液相線圖，考察了Al2O3和MgO對燒結(jié)礦液相生成的影響，計(jì)算結(jié)果與表明Factsage用于燒結(jié)礦理論計(jì)算是可信的，可以有效地指導(dǎo)燒結(jié)燃料配加量和合理配礦，以獲得良好性能的燒結(jié)礦。
　　 建立了燒結(jié)料層蓄熱模型。燃燒層厚度和燃燒層反應(yīng)完后產(chǎn)生的廢氣熱量在各層的分配對燒結(jié)過程中各單元層的熱量蓄積有很大的影響，隨著燃燒層厚度增加，各單元層蓄積的熱量值

9、逐漸降低，料層的蓄熱量也逐漸降低；隨著熱量給預(yù)熱層分配的增加，單元層蓄熱量逐漸增加，料層的熱量蓄積值也逐漸增加；通過應(yīng)用模型對300mm燒結(jié)料層進(jìn)行熱量蓄積計(jì)算，得到料層上、中、下的蓄熱量比為1:1.08:1.13；燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到，當(dāng)料柱各層燃料配加比上、中、下層分別為5.2％、3.1％、2.7％時(shí)，各種燒結(jié)結(jié)果參數(shù)比較理想。
　　 論文主要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果為：建立了鐵礦石制粒過程吸水動(dòng)力學(xué)模型，并得到了不同燒結(jié)物料中水的傳質(zhì)