铁矿石软融滴落性能研究进展与发展方向
铁矿石最新研究报告论文
铁矿石最新研究报告论文摘要本文对铁矿石及其相关产业的最新研究进行了综述和分析。
首先介绍了铁矿石的种类、产地和用途,然后重点关注了铁矿石的开采技术和矿石质量的评价指标。
接着,本文探讨了铁矿石市场的现状和未来发展趋势,包括供需关系、价格走势和国际贸易等方面。
最后,本文总结了当前铁矿石研究的主要问题和需要进一步深入研究的方向。
1. 引言铁矿石作为重要的原材料,在建筑、制造、交通等领域扮演着重要角色。
然而,随着全球经济的发展和工业化进程的加速,对铁矿石的需求越来越大,因此,研究铁矿石的开采技术和市场需求趋势对促进相关产业的发展具有重要意义。
2. 铁矿石的种类、产地和用途2.1 铁矿石的种类铁矿石主要包括赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿等。
每种铁矿石具有不同的化学成分和物理性质,适用于不同的工业用途。
2.2 铁矿石的产地世界上主要的铁矿石产地有澳大利亚、巴西、中国、印度等国家。
这些地区的铁矿石储量丰富,大部分用于国内市场,同时也出口到世界各地。
2.3 铁矿石的用途铁矿石主要用于炼铁和制钢。
通过炼铁过程,铁矿石中的铁元素得以提取并转化为金属铁,然后再通过制钢过程将铁与其他元素合金化,用于制造各种钢材。
3. 铁矿石的开采技术和矿石质量评价3.1 铁矿石的开采技术铁矿石的开采主要有露天开采和地下开采两种方式。
露天开采适用于铁矿石赋存于地表的场景,而地下开采适用于铁矿石赋存于地下的场景。
开采过程中需要考虑的因素包括采矿设备、采矿方法和环境保护等。
3.2 矿石质量评价指标铁矿石质量的评价指标主要包括含铁量、含磷量、含硫量和含水量等。
这些指标直接影响到铁矿石的加工和利用效果,因此,对矿石质量进行准确评价具有重要意义。
4. 铁矿石市场的现状和未来趋势4.1 铁矿石的供需关系随着全球经济的发展和工业化进程的加速,对铁矿石的需求越来越大。
然而,由于铁矿石资源的有限性,供需关系日益紧张,价格波动较大。
4.2 铁矿石价格的走势铁矿石价格受到多种因素的影响,包括供需关系、国际贸易政策和市场预期等。
《炼铁工艺》复习题及答案
1-1高炉炼铁工艺由哪几部分组成?答案(1):在高炉炼铁生产在中,高炉是工艺流程的主体,从其上部装入的铁矿石燃料和溶剂向下运动,下部鼓入空气燃烧燃料,产生大量的还原性气体向上运动。
炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程,最后生成液态炉渣和生铁。
组成除高炉本体外,还有原料系统、上料系统、装料系统、送风系统、冷却系统、、回收煤气与除尘系统、喷吹系统等辅助系统。
1-2高炉炼铁有哪些技术经济指标?答案:有效容积利用率、焦比、冶炼强度、焦炭负荷、生铁合格率、休风率、生铁成本、炉龄。
答案:各个系统相互配合,互相制约大规模、高温、连续性、多工种1-4高炉送风系统的主要作用是什么?答:保证连续可靠地供给高炉冶炼所需数量和足够温度的热风。
1-5高炉生产有哪些产品和副产品,各有何用途?答案:高炉冶炼主要产品是生铁,炉渣和高炉煤气是副产品。
(1)生铁。
按其成分和用途可分为三类:炼钢铁,铸造铁,铁合金。
(2)炉渣。
炉渣是高炉生产的副产品,在工业上用途很广泛。
按其处理方法分为:1)水渣:水渣是良好的水泥原料和建筑材料。
2)渣棉:作绝热材料,用于建筑业和生产中。
3)干渣块:代替天然矿石做建筑材料或铺路用。
(3)高炉煤气。
高炉煤气可作燃料用。
除高炉热风炉消耗一部分外,其余可供动力、烧结、炼钢、炼焦、轧钢均热炉等使用。
1-6影响高炉寿命因素,如何长寿?答:从工作区域看,有两个限制性环节:一是炉缸底的寿命;二是炉腹炉腰及炉身下部寿命。
实现长寿,需具备:(1)高炉内型合理;(2)耐火材料质量优质;(3)先进的冷却系统和冷却设备;(4)完善的自动化检测与控制手段;(5)高水平检测维护手段。
2-1高炉常用的铁矿石有哪几种,各有什么特点?答:高炉炼铁使用的铁矿石分为赤铁矿(红矿)Fe2O3、磁铁矿(黑矿)Fe3O4、褐铁矿Fe2O3•nH2O和菱铁矿FeCO3。
赤铁矿又称红铁矿,其颜色为赤褐色到暗红色,硫、磷含量低,其在常温下无磁性,但在一定温度下,当α—Fe2O3转变为γ—Fe2O3时便具有磁性。
高炉炼铁工考试判断题
判断题A级:1.促使炉料下降的是重力,炉料在静止时重量系数比炉料运动时大。
(³)2.高炉操作线又称里斯特操作线。
(√ )3.矮胖多风口的高炉,适于提高冶炼强度,维持较高的风速或鼓风动能和加重边缘的装料制度。
( √ )4.调整冶炼制度时,在调节方法上,一般先进行下部调节,其后为上部调节。
( √ )5.热风炉烘炉时,当拱顶温度达到900℃时就可以给高炉送风。
(√)6.根据热力学,生成自由能负值越大的氧化物越稳定,由此推定,Fe2O3比FeO稳定。
(³)7.相对于烟煤而言,无烟煤一般挥发分低,可磨性和燃烧性不好,发热量低。
(³)8.高炉炉型的发展趋势是大型化,矮胖型,薄炉衬,深炉缸。
(√)9.在一定条件下,提高冶炼强度,焦比降低。
(³)10.直接还原反应都是吸热反应。
(√)。
11.炉缸部位的碳砖应具有高导热性、高抗渗透性等特点。
(√)12.在炉凉的情况下,铁口深度往往会变浅。
(√)13.铁口深度连续过浅,可将铁口两侧的风口直径换大,以巩固铁口深度。
(³)14.一般富氧1.0%,可提高理论燃烧温度35°~45°,增加喷煤率5.0%。
(³)15.在高炉冶炼中,只有焦炭中的碳才能作为还原剂。
(³)16.串罐式炉项比并罐式无钟炉顶相比减少了炉料的偏析。
( √ )17.炉腰高度对高炉冶炼过程影响不太显著,设计时常用来调整炉容大小。
(√)18.高炉中修开炉时应均匀开风口。
(³)19.熔化温度低,还原性好的矿石有利于高炉的了冶炼。
(³)20.高炉中可脱除部分P元素。
(³)21.入炉料中所含水分对冶炼过程及燃料比不产生明显影响,仅对炉顶温度有降低作用。
(³)22.高炉内的析碳反应可以破坏炉衬,碎化炉料、产生粉末,但对冶炼影响不大。
(√)23.碳与氧反应,完全燃烧时放出的热值是不完全燃烧时的3倍还多。
熔滴性是评价铁矿石高温冶金性能的指标
熔滴性是评价铁矿石高温冶金性能的指标铁矿石在高炉炼铁过程的荷重和升温还原条件下熔化滴落的特性。
矿石在经过软化收缩后,由于形成大量液相而开始熔化,完全填充所有空隙并进行相互扩散。
随温度升高,液相流动性改善,渣铁分离,在重力作用下形成渣或铁的液滴滴落。
矿石熔化是恶化高炉内软熔带透气性的重要因素,但在熔体滴落后,透气性又有改善。
若矿石开始熔化温度较高、所形成的渣铁开始滴落温度变化不大,则矿石在高炉形成的软熔带的位置下移,软熔带的区间变窄,这有利于高炉强化冶炼,降低焦比。
所以,熔滴性也是评价铁矿石高温冶金性能的重要指标之一。
测试装置测定矿石熔滴性的装置是在测定矿石荷重软化性和透气性的伯格哈特装置的基础上开发出来的。
(见荷重还原透气性),它除了能测定矿石的熔滴性外,还可以测定矿石的软化性及透气性。
该装置一般由加热升温、供气、荷重、熔滴物收集和参数测试等系统组成(图1)。
加热升温系统采用有高温(1500~1600℃)发热元件的电炉和耐高温的反应管(大部分为石墨坩埚)及程序控温装置。
反应管下设熔滴物收集器和滴落报警装置以测定开始滴落温度和研究滴落物数量和成分变化规律。
试样荷重的方式有两种:将重锤置于压杆上或用汽缸自动加压于压杆上。
荷重压力根据设定的程序进行控制。
测试和操作测试的主要参数是模拟高炉生产实际而制定的,它包括试样准备、升温制度、还原气体的成分与流量、荷重制度等。
(1)试样准备。
一般试样粒度为10~,相当于高炉内矿石的平均直径,为石墨坩埚直径(φ75mm)的1/6~1/7,试样质量约500g,使其在坩埚内的料层高度达到60mm。
如只测定熔滴性和软化性,试样需要进行预还原处理,使其中铁氧化物均还原到FexO、相当于矿石到达高炉中下部软熔带前的还原情况。
(2)升温制度。
试样的加热速度在900℃以下,相当于高炉上部的热交换区,以7~10℃/min 的升温速度加热;900~1000℃时,相当于高炉热储备区,以2℃/min的升温速度加热或恒温一定时间;高于1000¨C时,相当于高炉下部热交换区,以2~5℃/min的升温速度加热。
铁矿石高温荷重还原软熔滴落检测技术
铁矿石高温荷重还原软熔滴落检测技术林长利(鞍山焦冶自动化有限公司)概述一、概述一、铁矿石被加热还原生成大量Fe0,它容易与矿石中SiO2、CaO、Al2O3等脉石矿物形成低熔点的液相。
随着温度的升高,液相数量增加。
当温度升高到一定后,矿石在荷重条件下开始变形、收缩、软化。
继续升温,则继续软化收缩,直至熔化滴落。
在高炉炼铁过程中,从软化开始发生熔滴,即在炉内形成了软熔带。
软熔带的透气性差,还原和传热过程受到限制。
因此,要求软熔带薄一些,位置低一些。
软熔带的厚度和位置同矿石的软化性和在高炉内的熔滴性有直接关系。
矿石的软化温度高、软化温度区间窄,则高炉内的软熔带薄,在炉内位置低,透气性好,所以矿石的荷重还原软化性是评价铁矿石高温冶金性能的主要指标之一。
不同矿石具有不同的荷重还原软化性。
研究矿石软化性的方法是取一定数量和粒度的矿石置于坩埚中,试样上加一定的荷重,在一定升温速度下加热,测定其收缩率同温度的关系。
用软化开始温度和软化区间为评价矿石软化性的指标。
为使测试条件同高炉内相近,采用了程序升温和在高温下通入N2+CO混合气。
评价矿石荷重软化性有3项指标:(1)软化开始温度。
表示软化开始的判据、无统一规定,一般以开始收缩时的温度或收缩率为10%时的温度为软化开始温度。
(2)软化终了温度。
也无统一的判据。
40%的收缩率用作软化终了的判据。
一般认为,软化终了即为熔化开始,由于铁矿石是一个含多种氧化物的复杂体系,不存在明确的熔化温度,只有一个温度区间,所以熔化开始温度常以通过试样层的气流压差陡升时的温度来表示。
(3)软化区间。
即软化终了温度和软化开始温度之间的温度差。
温差大表示软化区间长,软熔带的透气性不好。
影响铁矿石还原荷重软化性的因素有5项:(1)矿石还原程度低,软化前矿石FeO含量高,会促使低熔点渣相形成,软化开始温度即低;若矿石还原程度高,矿石中FeO低,并可能还原成部分金属铁则软化开始温度高。
(2)碱度升高,软化温度一般升高。
烧结工高级资格考录试题
#:√ *b:燃烧带的宽窄受燃料粒度,抽风量等因素影响。 #:√ *b:燃烧是指放热发光的化学反应现象。 #:√ *b:热导湿现象是生球干燥的促进因素。 #:× *b:热返矿有利于提高混合料的温度。 #:√ *b:热返增多,混合料燃料会增大。 #:× *b:热风烧结对提高烧结矿质量有利,对产量无影响。 #:× *b:热烧结矿的筛分,国内多采用筛分效率高的热矿振动筛。 #:√ *b:烧结布料不平或拉沟,与抽风机运行无关。 #:×
#:√ *b:返矿的含碳量,对烧结过程影响不大。
#:× *b:返矿的数量对脱硫不产生影响。 #:× *b:返矿加水的目的是润湿返矿,防止烧坏皮带。 #:√ *b:返矿由于粒度较粗,有利于混合料制粒成球,其配量越多越好。 #:× *b:返矿预热混合料比蒸汽预热混合料的热利用率低。 #:× *b:非自熔性与自熔性烧结料相比,燃烧带的温度要低一些。 #:× *b:分散配料比集中配料好处多一些。 #:× *b:干燥预热带主要反应是水分蒸发,结晶水及石灰石分解,矿石的氧 化还原以及固相反应等。
#:√ *b:磷在钢铁工业中属于有害杂质,烧结过程可以除去部分磷。 #:× *b:硫在钢铁工业中属于有害杂质,烧结过程可以除去部分硫。 #:√ *b:漏风率越低,耗电越少。
#:√ *b:配料后的混合料必须经过混匀制粒处理才能达到烧结的要求。 #:√ *b:配料系统包括配料室,矿槽,给料圆盘,称量设施。 #:√ *b:球团矿的软融温度越高对高炉冶炼愈有利。 #:× *b:球团矿和烧结矿都是人造富矿。 #:√ *b:燃料二次分加工艺能降低固体燃料的消耗。 #:× *b:燃料粒度大,烧结料层透气性变差;燃料粒度小,烧结料层透气性 变好。
GaO-SiO2-MgO-Al2O3-FeO系高炉中间渣流动性能与结构
中 文 摘 要高炉炼铁是铁矿石(烧结矿、球团、块矿)还原、软化熔融和渣铁分离获得液态金属铁的过程。
铁矿石软化熔融形成的软熔带和渣铁滴落带直接影响着高炉燃料消耗和冶炼效率。
高炉内铁矿石在软熔带和滴落带的性能与其形成的中间渣的物理性质有着必然联系。
但目前缺少主要组成体系为CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO的中间渣物理性质数据,导致无法正确认识铁矿石软熔滴落现象。
因此,有必要针对CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO的中间渣的物理性质进行探讨,为进一步深入研究铁矿石的软熔滴落行为提供理论基础。
本文研究了二元碱度为1.4,10 %FeO-CaO-SiO2-MgO-Al2O3五元渣系,其中MgO含量为6 %~16 %,Al2O3含量为6 %~16 %。
通过测量炉渣的黏度,来分别观察MgO含量、Al2O3含量和MgO/Al2O3对炉渣黏度的影响。
通过对炉渣的稳定性温度、黏流活化能来判断不同含量的MgO和Al2O3对炉渣流动性以及冶金性能的影响。
而且利用XRD和红外线光谱检测手段深入探讨炉渣结构与黏度规律之间的关系。
通过运用FactSage中的Viscosity模块与Phase Diagram模块进行计算,与实验测定的炉渣黏度进行对比。
结果表明:在10 %FeO-CaO-SiO2-MgO-15 %Al2O3五元渣系中,MgO含量为12 %时,炉渣黏度达到最低;在10 %FeO-CaO-SiO2-10 %MgO-Al2O3五元渣系中Al2O3的含量为12 %时,炉渣黏度最低;当MgO/Al2O3在0.7~0.8之间,炉渣流动性较好,并且具有良好的冶金性能。
当MgO含量为10 %,Al2O3含量为10 %时,炉渣的活化能最小,炉渣性能最稳定;当Al2O3含量为15 %,MgO为12 %时,炉渣的活化能最小。
利用FactSage模拟计算出五元渣系的相图与黏度规律,发现FactSage对黏度的模拟计算与实测黏度规律大体相同;通过对炉渣相图的模拟计算发现:1773K下,Al2O3含量为6 %、8 %时,渣系中存在镁硅钙石相(Merwinite)。
第四届技能大赛题库
第四届员工职业技能大赛高炉炼铁工复习题一、填空题1、高炉是一种竖炉型(逆流式)反应器。
2、合理的高炉内型,应适合在一定的原燃料条件和操作制度下,以(稳定)、(顺行)、(高产)、(低耗)、长寿十个字作为操作方针。
3、就金属而言,铁在自然界中的贮存量居第(二)位。
4、生铁一般分为三大类,即(铸造铁)、(炼钢铁)、(铁合金)。
5、铸造用生铁Z18含硅应是(1.60%~2.00%)。
6、生铁与熟铁,钢一样都是铁碳合金,它们的区别是(含炭量)的多少不同。
7、高炉生产的主要原料是(铁矿石及其代用品)、(燃料)和(熔剂)。
8、精料是高炉操作稳定顺行的必要条件,其内容可概括为高、熟、净、小、匀、稳。
其中的‚小‛,是指(除去含粉部分(<5mm)),(粒度小而均匀),(上、下限范围窄)。
9、矿石的还原性取决于矿石的(矿物组成)、(结构致密程度)、(粒度)和(气孔度)等因素。
10、矿石的冶金性能包括(还原性)、(低温还原粉化性能)、(还原膨胀性能)、(荷重还原软化性能)和(熔滴性能)。
11、铁矿石还原速度的快慢,主要取决于(煤气流)和(矿石)的特性。
12、在相同冶炼年条件下,铁氧化物还原随温度的升高反应先由(化学反应速度范围转入过渡至扩散速度范围)。
13、高炉生产要求铁矿石的(熔化温度要高),更要求(软熔温度)区间要窄,(还原性能)要好的矿石。
14、铁矿石按照矿物组成可分为磁铁矿Fe3O4、赤铁矿Fe2O3、褐铁矿、菱铁矿。
最难还原的是(磁铁矿)。
15、烧结过程中产生一定数量的液相,是烧结料(固结成块)的基础。
16、入炉矿石的还原性好,就表明通过(间接还原)途径从矿石氧化中夺取氧容易,数量多,提高了煤气利用率,燃料比降低。
17、入炉矿石的荷重还原软化性能对高炉冶炼过程中软熔带的形成(位臵)、(形状)与(厚度)起着极为重要的作用。
18、世界上生产的球团矿有(酸性氧化性球团)、(白云石熔剂球团)、(自熔性球团)三种。
二多项选择题(高炉炼铁工)
二多项选择题A级试题1、高炉冶炼使用的含铁矿石有( ABC )。
A、赤铁矿B、褐铁矿C、菱铁矿D、白云石2、对钢材质量有害的元素有( CD )。
A、锰B、铝C、硫D、磷3、影响矿石还原性的主要因素有( ABC )。
A、矿石本身的致密程度B、矿石本身的粒度C、气孔度D、矿石品位4、矿石的软化性包括( BC )两个方面。
A、熔化温度B、软化温度C、软化温度区间D、熔化区间5、要求矿石的成分要稳定,是指( AB )稳定。
A、TFeB、碱度C、SiO2 D、Al2O36、焦炭的灰份含量越高,则:( AC )A、渣中SiO2越高B、渣中CaO越高C、有利于Si的还原D、不利于Si的还原7、碱金属危害很大,高炉冶炼可采用哪种炉渣排:( BCD )A.高碱度 B.低碱度C.提高渣中MgO含量 D.提高渣中MnO含量8、国内外先进高炉的炼钢生铁含硅量近年来都显著降低,下列有利于低硅冶炼的是:( ACD )A.增加烧结矿配比,提高烧结矿品位、碱度和软熔温度,改善烧结矿还原性,采用FeO和SiO2都低含MgO的烧结矿B.降低铁水含锰量C.适当提高炉渣碱度,降低渣中SiO2活度D.搞好上下部调剂,气流分布合理,形成位置的W型软熔带9、铁矿石的还原性与( ABC )有关。
A.矿物组成 B.致密度 C.气孔率 D.温度10、下列哪些是烧结过程的料层( AD )A.燃烧层 B.负压层 C.平流层 D.过湿层11. 矿石的还原性取决于矿石的哪些因素。
( B C D )A 温度 B矿物组成 C粒度 D气孔度12. 下列哪些是矿石的冶金性能。
( ABCD )A还原性 B低温还原粉化性 C荷重还原软化性 D 熔滴性能。
13. 硅砖热风炉操作注意事项有( AC )A 700℃以前的升温必须缓慢平稳 B保温时砌体温度不低于350℃C 烘炉时切忌反复加热 D最好用高炉煤气烘炉14.限制喷煤量的因素主要有( ABCD )。
A炉缸热状态 B煤粉燃烧速率 C流体力学 D焦炭的M4015. 在钢材中引起热脆的元素是( AB )。
近年我国复杂难选铁矿石选矿技术进展_孙炳泉
Series No.357 March 2006 金 属 矿 山MET AL M I N E总第357期2006年第3期孙炳泉(1963-),男,中钢集团马鞍山矿山研究院选矿研究所,所长,教授级高级工程师,243004安徽省马鞍山市湖北路9号。
近年我国复杂难选铁矿石选矿技术进展孙炳泉(中钢集团马鞍山矿山研究院)摘 要 我国铁矿资源长期紧缺已是不争的事实,合理开发利用复杂难选铁矿石资源对于缓解我国铁矿石供求矛盾及保障我国钢铁工业经济的安全具有重大意义。
对我国复杂难选铁矿石选矿技术进展进行了综述,同时针对我国复杂难选铁矿石的性质特点及存在的问题,提出了下一步的研究方向。
关键词 难选铁矿石 菱铁矿 褐铁矿 鲕状赤铁矿 复合铁矿石Progress i n Ch i n a’s Benef i c i a ti on Technology for Co m plex Refractory I ron O reSun B ingquan(M aanshan Institute of M ining Research,S inoS teel Group)Abstract China’s l ong-ti m e shortage of ir on ore res ource is an undoubted fact.To rati onally exp l oit and utilize com2 p lex refract ory ir on ore res ource is of great i m portance t o the relaxati on of the contridicti on bet w een the supp ly and demand of ir on ore and the security of the ir on and steel industrial economy.The paper reviews the p r ogress in China’s beneficati on technol ogy f or comp lex refract ory ir on ores.Mean while,in light of their p r operty features and the existing p r oble m s,the o2 rientati on of further research is pointed out.Keywords Refract ory ir on ore,Siderite,L i m onite,Oolitic he matite,Comp lex ir on ore 钢铁工业持续稳定的发展迫切需要稳定、足量、优质的铁矿原料供给。
钢铁行业高效炼钢技术的研究与开发
钢铁行业高效炼钢技术的研究与开发随着工业化的快速发展,钢铁行业作为经济的支柱之一,一直扮演着非常重要的角色。
然而,制约钢铁行业发展的最大难题之一就是高能耗、高排放、低效率等问题,这些问题直接影响了钢铁企业的经济效益和生产效率。
在此背景之下,高效炼钢技术的研究与开发变得越来越重要。
本文将介绍目前国内外高效炼钢技术的研究现状、存在的挑战以及未来的发展趋势。
一、高效炼钢技术研究现状1.1 高炉炼钢技术高炉炼钢技术一直是钢铁行业主要的生产技术之一,该技术主要通过铁矿石还原、烧结、冶炼等工艺,来实现钢铁的生产。
在实际生产过程中,高炉炼钢技术具有成本低、技术成熟、适应性强等优点。
但是,由于高炉炼钢技术存在着能源消耗高、环境污染大、产品品质低等缺点,因此炼钢企业一直在不断地研究新的高效炼钢技术。
1.2 包气埋弧炼钢技术包气埋弧炼钢技术,常见的简称为LF工艺,是近年来被广泛采用的一种高效炼钢技术。
它主要通过加热和溶解钢锭来改善钢铁品质。
同其他的炼钢工艺相比,LF工艺不仅能够保持钢水成分均一,提高产品质量,还能够减少钢水中的气体、夹杂物和非金属夹杂物的含量,可以降低未来产品的质量问题,以提高企业的经济效益。
1.3 真空处理炼钢技术真空处理炼钢技术是一种在高温状态下通过抽真空等特殊工艺,使钢水内部产生“除氧”和“脱硫”,以达到提高钢铁品质的效果。
该技术可避免因状态不良或二次污染而导致的杂质和气体含量上升,并大大降低了硫、铝、氮、氢等成分的含量。
因此,真空处理炼钢技术也是目前最为流行的高效炼钢技术之一。
二、高效炼钢技术的挑战2.1 能源消耗钢铁行业的能源消耗一直是制约行业发展的关键因素,高效炼钢技术的研究和开发需要克服当前国家能源消耗极高的情况。
因此,如何降低能源消耗成为高效炼钢技术开发难题。
2.2 技术成熟度高效炼钢技术相对于传统钢铁生产技术而言,技术较为高端,需要大量研发投入。
在炼钢生产过程的设计与开发中,需要科学地把掉较多细节问题,从而实现工艺流程统一标准化。
包钢合理炉料的软熔滴落性试验研究
a d S e G o p o , atu0 4 1 ,C i n t l( ru )C . B o 1 0 0 hn r o a)
Ke y wor ds: Ausrla e p les;sn e ; fr c h r e rto;c mp st r e tain or e lt it r u na e c a g ai o o i bu d n e
A s atT esfm ln r e om neo ut l noe pl ta d it e esr s gR L0 (h yt esr bt c :h t e ig i pr r ac f s a a r, e e n ne w r m aue ui D -3 te s m t m auei r o t d p f A ri ls s r e d n s e O ・
国内外铁矿球团技术研究现状与发展趋势
国内外铁矿球团技术研究现状与发展趋势【摘要】概述了近年来国内外球团技术的研究现状,主要介绍了熔剂性球团(含镁球团)和直接还原球团(金属化球团及含碳球团)的研究现状,并阐述了两种球团新技术的发展趋势。
【关键词】球团;熔剂性;含镁;金属化;含碳1.前言铁矿石是钢铁工业快速与可持续发展的最基本的物质条件。
21世纪,随着世界粗钢产量的剧增,铁矿资源尤其是富铁矿大量消耗,贫、杂铁矿石的选用比例日益增加。
这部分贫、杂铁矿石必须经过粉矿和经磨选后的细精矿才能供与烧结、球团等铁矿石造块工艺进行造块后用做高炉炉料。
然而,细磨产生的铁精粉用于烧结造块工艺,会对烧结生产带来烧结矿强度差,含粉率高,FeO含量高,还原粉化指数高,产量受到制约及恶化生产环境等一系列严重问题,故在国外先进的钢铁厂中极少将细磨铁精粉用于烧结造块工艺。
球团矿生产工艺则成为这种粒度较细铁精矿粉最合理、最有效的造块方式。
细磨铁精矿其粒度很细,在配加少许粘结剂的情况下,易生产出具有一定强度、粒度规则、均匀的圆球,经高温焙烧后具有很高的强度。
球团矿不仅能够实现优质、高产、低耗、低焦比、低生产成本及更好的经济效益,同时对高炉炼铁生产是十分有利的。
因此,球团矿在高炉中的使用日益受到世界各钢铁厂的青睐。
为适应大型化高炉对炉料结构的要求,优良的球团矿用做炉料的比例日益增加,欧美一些国家的高炉甚至完全采用球团矿作为含铁炉料进行生产。
目前,球团生产上从设备上主要分为效率低、适应性弱的竖炉;产能大、产品质量稳定的链篦机-回转窑以及带式焙烧机等大规模球团生产设备,我国主要以链篦机-回转窑球团生产工艺为主,带式焙烧机发展较慢;而国外则带式焙烧机和链篦机-回转窑球团生产工艺均有发展。
随着球团矿需求的增加及生产设备大型化的发展趋势,国内外众多学者纷纷研究优化球团生产工艺,为球团工艺的发展做出了巨大贡献,如熔剂性球团、金属化球团及含碳球团等。
2.熔剂性球团高炉冶炼对碱性熔剂的要求是:含碱性氧化物(CaO及MgO)要高,一般措施为直接向高炉投入的石灰石等碱性熔剂,强碱性或强酸性的熔剂来与矿石中的杂质组成低熔点炉渣,才能使杂质与金属分离,达到冶炼的目的,部分中性物质也能作为高炉添加熔剂以降低渣的熔点。
莱钢高炉用含铁炉料熔滴性能试验及分析
增加 D块矿使用 比例。
关键词 : 高炉 ; 含铁炉料 ; 熔滴性 能; 烧结矿 ; 球 团; 块 矿
对 应温度 ( T 1 。 ) 定义 为软化 开始温度 。
层 位移 、 温度及 压差变 化 。具 体试验 步骤如下 :
1 ) 制 样 。焦 炭 、 矿石粒度 l 0 1 2 . 5 m m。试 验
样 品中( 矿石 、 焦粒 ) 如 含过 高 表 面水 , 将会 带 来 较
多 的H , 对 还原 过 程 造成 影 响 , 使 试 验 结果 出现 偏 差 。因 此 , 为 防止 H : 在 试 验 中造 成 的误 差 , 试 验 样
( 莱芜钢铁集 团有 限公 司, 山东 莱芜 2 7 1 1 0 4 ) 摘 要: 对莱钢常用 的含铁炉料单矿及混合搭 配进行 了熔滴性 能试验 , 通过试验分析 : 高碱度烧结矿具有 良好 的抗变形能
力, 优 良的熔滴性 能 ; 酸性料 中D块矿熔滴性 能优于 J 球 团; 三元搭配结构 中, 随着 D 块矿 配加比例增加 , 熔滴性 能改善 , 更
差异 。
保 护 。当熔滴 炉 中心温 度达 到 3 0 0 o C时 , 煤 气发 生 炉产 生 煤 气通 过 洗 、 配气 系 统 , 还原气体( N : 7 0 %、 C O 3 0 %) 通 入熔 滴 炉 。气 体 流量 控 制 在 1 6 L / m i n , 当炉料还原 至滴落 时结束 。
含铁 炉料 良好 的冶金 性 能是保 障 高炉顺 行 、 节 燃 增产 的前 提 条 件 。熔 滴 试 验 可对 矿 种综 合 冶金 性 能进行 检测 。其加 压 、 升温 、 还原 、 熔 滴过 程 已涵 盖 了通 常 冶 金试 验 中矿 石热 爆 裂 性 、 还原性 、 粉 化 性、 荷 重 软化 性能 、 熔 化滴 落性 能 、 料 阻变化 等基 本 冶金 特 性 ] 。 因此 , 该试 验 对 于高 炉 含铁 炉料 冶 金
论铁矿石_烧结矿_球团矿_软化_熔化_滴落测试方法和基本参数的选择
1989.白几第l期烧结球团论铁矿石(烧结矿、球团矿)一软化、熔化、滴落测试方法和基本参数的选择包头钢铁公司钢研所付式要本文讨论了铁矿石(烧结矿、球团矿)的高退性能(软熔、滴落)的侧试方法和从本参数的选择。
高炉冶炼的基本参数包括:还原气氛、沮度、煤气压力与流速、煤气成份、炉料负荷、矿石粒度、料层高度、试样质t(m)等作了较详细的论述,同时简单介绍一r国外各种测试装置并为今后制定标准方法提出了初步设想。
1高炉冶炼的基本技术参数高炉冶炼中最墓本的儿个技术参数是:l)还原气氛;2)高2益(从200‘(二下2200℃);3)有较高的煤气流速;4)炉料承受自身的负荷压强;5)变化着的煤气成分等。
1)还原气氛。
一切高炉中的反应都在还原气‘氛中进行。
表1、表2的软化,熔化温度表明,在没有还原的条件下,烧结矿的碱度越高,软化和熔化温度(收缩40%时的温度可以近似地看作熔化开始温度)就越低。
可是在还原条件下,情况正好相反,烧结矿(Cao/510:在o~1.8范围时)的碱度越高,熔化温度也越简。
表3是一组酸性球团矿的熔化温度的数据。
也说明球团矿的熔化温度与还原状况有关。
一般来说,还原率越高,熔化温度也越局。
山此可见,比较准确地说,软熔滴落性能的测定是在荷重还原下的软熔滴落性能的测定。
2)温度分布曲线。
大体上来说,高炉内从纵向(轴向)来看是反S形曲线状的温度分布。
通过高炉实测和高炉解剖资料的计算,得出基本数据如表4。
大体上,200~900℃属于上部热交换区,升温速度约为20~20℃/min;900~1100℃属热呆滞区,升温速度很小,1100℃至1500℃左右是软熔区,升温速度约为3~5‘C/min。
3)炉内煤气压力与流速。
高炉内的煤气压力并不很大,不过是1~2个大气压,就烧结矿在级化气氛中的荷,软化1‘!表1烧结矿孩度Cao/510:软化开始沮度,℃收缩40纬之沮度,℃107010401025130512801285970960915126012451225(烧结矿510:6.0~5.4%,A]:033.0~4.1%)·4.2989年第1期烧结矿在还原条件下的熔化沮度{’]表2 1100℃,90分钟预还原1200℃,90分钟预还原C扭0510,还原度%熔化始℃熔化终℃CaO510:还原度%熔化始℃熔化终℃25。
铁矿石熔滴性能测定
六、实验数据及结果分析
�1.Ta软化开始温度 (矿石料层下降4%时的 温度) �2.Ts软化终了温度 (矿石料层下降40%时 的温度) �3.Tm渣铁开始滴落温度 �4.Ta软化温度区间△Tsa=Ts-Ta
Hale Waihona Puke 七、备注�1.此实验用于铁矿石、烧结矿、球团矿的熔 滴性能测定。 �2.此实验含煤气发生实验、煤气配制实验、 位移传感实验。
四、实验条件
�1. 还原气体流速,标准下15L/min; �2.还原气体成分:30%CO,70%N2; �3.还原炉的温度:900 ℃±10 ℃;
五、实验步骤
� 1.制样
� 将试样(烧结矿 ,天然矿)用高孔筛筛出6.3~10.0㎜ 的粒级,焦碳用直径为10.0㎜~15.0㎜的筛子筛出。
� 2.烘干
� 将试样在120℃±5℃条件下,烘干2小时。待冷却到室 温条件下取出放入干燥皿且待用。
� 3.装样
� 在高铝质的刚玉管中先装上20㎜焦炭,然后装上50-60 ㎜的铁矿石,再加上20㎜的焦碳,然后加上盖在炉下 面中心放入坩埚。
� 4.将试样入炉,接好报警器,炉渣接收器,并在炉内顶处 放入七个砝码,接好位移传感器,因为要模拟实际高炉内 的情形,所以人为加力。 � 5.通入冷却水以保护炉盖,为其降温,通保护气,T<400℃,N2 速度为5L/min,通入N2。 � 6.按给定曲线升温。 � 7.升温至900℃改通还原气体,速度为15L/min,成份为 30%CO+70%N2。 � 8.待温度升到适当时,有铁水下滴,报警器时,立刻断电降温 。 � 9.实验完毕,断还原气体,改通N2保护冷却。
?????六实验数据及结果分析?1ta软化开始温度矿石料层下降4时的温度2ts软化终了温度矿石料层下降40时的温度3tm渣铁开始滴落温度4ta软化温度区间tsatsta???七备注?1
铁矿石溶解方法的改进
铁矿石溶解方法的改进黄晓萍;梁伟俊;王研雪【摘要】浓盐酸-氯化亚锡溶解铁矿石存在浓盐酸消耗量大,溶解时间长,环境污染严重等缺点.本文利用浓硝酸的强氧化性和浓磷酸的强配位性来加速铁矿的溶解.结果发现,改进的溶样方法可显著减少浓酸的用量,极大缩短溶样分析时间,测定结果的精密度和准确度令人满意.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)008【总页数】3页(P103-104,206)【关键词】铁矿石;溶样方法;溶解分析【作者】黄晓萍;梁伟俊;王研雪【作者单位】肇庆学院化学化工学院,广东肇庆526061【正文语种】中文【中图分类】O61铁矿石的种类很多,如赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、钛铁矿、硫铁矿、铬铁矿等,且多是共生矿,除含SiO2、Al2O3 杂质外,往往还同时含有钒、钴、铜、铬、钛等金属氧化物。
铁矿石铁含量的测定是工业上的重要测定项目,而铁矿的溶解前处理对含量测定起决定性的作用,根据铁矿石的种类不同,样品的溶解难易程度也不同。
铁矿样主要是含铁58%左右的赤铁矿,铁矿的溶解方法采用浓盐酸—氯化亚锡助溶法[1]。
但铁矿的溶解完全,溶解时间至少要1 h。
由于浓盐酸对咽喉、皮肤刺激性大,长时间加热产生的盐酸酸雾对人体和环境污染严重,能耗高,溶解1 h 后残渣仍为黑色颗粒物,难以判断样品是否溶解完全,常常导致测定结果的精密度较低。
文献[2-4]通过微波消解法来溶解铁矿石,但溶解后的样品液仍为大量黑色颗粒物,测定结果的精密度仍不能令人满意。
本文拟利用硝酸的强氧化性和磷酸的强配位性,改进铁矿石的溶解方法,以期加快铁矿溶解,减少浓酸的用量,避免浓酸酸雾对人体健康伤害以及对环境的污染,提高测定结果的精密度、准确度。
1 实验部分1.1 主要试剂浓硝酸、浓磷酸、浓硫酸、浓盐酸、氯化亚锡、三氯化钛均为广州化学试剂厂分析纯试剂,铁矿石试样(赤铁矿铁含量约为58%),攀枝花临川化学试剂有限公司;重铬酸钾(分析纯),天津市广成化学试剂有限公司;二苯胺磺酸钠(分析纯),天津市科密欧化学试剂有限公司,钨酸钠(分析纯),上海试剂一厂;0.01700 mol/L 重铬酸钾标准溶液;250 g/L 钨酸钠水溶液。
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Mine Engineering 矿山工程, 2018, 6(3), 170-174Published Online July 2018 in Hans. /journal/mehttps:///10.12677/me.2018.63023Research Progress and DevelopmentDirection of Soft-Melt DrippingPerformance of Iron OreGuofeng Gao1,2, Xiaolei Zhou1,2*, Zhe Shi1,2, Bangfu Huang1,2, Jinlin Lu1,2, Weisai Liu1,2,Lei Liu1,2, Yingtao Meng1,2, Lanpeng Liu1,21Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology, KunmingYunnan2Clean Metallurgy Key Laboratory of Complex Iron Resources, Kunming University of Science and Technology, Kunming YunnanReceived: Jul. 1st, 2018; accepted: Jul. 13th, 2018; published: Jul. 20th, 2018AbstractThe blast furnace is the largest reactor used by humans so far. It mainly realizes the reduction process of iron ore. In the blast furnace, the iron ore mainly undergoes reduction reaction and soft melt dripping reaction. This paper introduces the soft melt drop of iron ore, the current research progress at home and abroad and its research direction, and the direction that should be devel-oped in the future.KeywordsIron Ore, Soft Melt Drop Performance铁矿石软融滴落性能研究进展与发展方向高国锋1,2,周晓雷1,2*,施哲1,2,黄帮福1,2,卢金霖1,2,刘维赛1,2,刘磊1,2,孟颖涛1,2,刘兰鹏1,21昆明理工大学,冶金与能源工程学院,云南昆明2昆明理工大学,复杂铁资源洁净冶金重点实验室,云南昆明收稿日期:2018年7月1日;录用日期:2018年7月13日;发布日期:2018年7月20日*通讯作者。
高国锋 等摘要高炉作为目前为止人类用到的最大的反应器,主要用于实现铁矿石的还原过程,在高炉中铁矿石主要发生还原反应与软熔滴落反应,本文介绍了铁矿石软融滴落性能国内外目前的研究进展与其研究方向,以及将来应该发展的方向。
关键词铁矿石,软融滴落性能Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 引言软融滴落是高炉生产过程中的重要过程。
铁矿石不是纯物质,没有确定的熔点,而是具有一定范围的软融区间。
高炉在炼铁过程中,随着炉料的下降,炉料温度升高,铁矿石受热膨胀,继续加热开始发生软化。
软化的炉料继续下降,在下降过程中发生还原与熔融。
在渣项与金属形成液滴前,软融层的透气性极差。
此时,炉料的透气性极差,不利于反应的进一步进行。
因此铁矿石的软融滴落性能具有重要的研究意义。
目前国内外研究者[1]-[10],从MgO 、高炉操作条件、Al 2O 3、焦炭混装、热压含碳球团、碱度等几个方向对高炉的软融滴落性能进行了研究。
本文对以前提出的研究结果进行总结分析,并对以后的发展方向提出自己的观点。
2. 铁矿石软融滴落的影响因数2.1. 成分对铁矿石软融滴落的影响钒钛磁铁矿是以铁、钒、钛元素为主,含有钴、镍、铬等其他有用元素的多元共生铁矿,其中含有丰富的TiO 2。
王耀祖[11]等人,通过研究发现,随着烧结矿中TiO 2质量分数的增加,开始软化温度逐渐升高,试样软化开始温度t 10和试样软化终了温度t 40均在1130℃以上,低钛烧结矿的软化温度区间Δt A 为195℃,其余含钛烧结矿的软化温度区间Δt A 均在200℃以上。
说明了TiO 2会使炉料中生成高熔点物质不利于反应的进行。
同时钛会使炉料的软融区间变大,增大煤气留阻力损失不利于高炉内反应的进行。
柳政根[12]等人,通过研究发现随着烧结矿中MgO 质量分数的提高,综合炉料的软化区间t 40~t 4变宽;熔化区间t D ~t S 稍有收窄,软熔带变薄且位置略微下移;熔滴性能总特征值S 先减小后增大,综合炉料透气性先变好后恶化,在MgO 质量分数为2.98%~3.40%时透气性最好;滴落率逐渐变小,烧结矿中MgO 质量分数在3.40%左右为宜,此时高炉渣中MgO 质量分数约为12%。
说明适当添加MgO 有利于铁矿石的软融滴落性能。
王喆[13]等人,通过研究发现随着Al 2O 3质量分数增加促进了还原过程中钙铝黄长石(2CaO∙Al 2O 3∙SiO 2)和浮士体共晶相(2CaO∙SiO 2-2CaO∙Al 2O 3∙SiO 2-FeO)等低熔点富铝相的生成,导致高Al 2O 3烧结矿在较低温度下出现开气孔孔隙封闭,从而降低了压差陡升温度。
在熔融滴落阶段,高Al 2O 3烧结矿中渣相的Al 2O 3高国锋等质量分数较高。
存在于金属铁颗粒之间渣相的液相线和黏度随Al2O3质量分数增加而提高,在一定程度上降低金属铁颗粒的聚合,使得烧结矿的滴落温度提高。
同时,高Al2O3烧结矿具有较宽的熔滴区间,使得熔融滴落区间的透气性较差。
说明添加Al2O3不利于铁矿石的软融滴落性能。
2.2. 碱度对软融滴落性能的影响陈伟[14]等人,研究了烧结矿碱度变化对软熔滴落性能的影响。
试验结果表明:对于高碱度烧结矿来说,随着碱度升高,开始软化温度、开始熔化温度均呈现下降趋势,滴落温度升高,软熔区间、熔化区间均变宽,初渣熔点升高,整体性能呈现变差趋势。
刘杰[15]等人,研究发现随碱度提高,矿物组成渐趋合理,烧结矿的还原和粉化指标改善,在碱度为1.90~2.05时,单一烧结矿的软化熔融性能较好;在碱度为1.95~2.15时,透气性较好;当烧结矿与球团矿搭配,碱度为1.90~2.15时,软熔区间窄,S特性值低。
说明适当的碱度有利于改善铁矿石的软融滴落性能。
储满生[16]等人,在固定碳氧比n(FC)/n(O)为1.00的条件下,通过改变热压含碳球团碱度,系统研究了碱度对热压含碳球团软熔滴落性能的影响。
研究表明:碱度对软化区间、熔化区间、滴落率等软熔滴落性能参数有显著的影响。
随着碱度的增加,软化区间t40~t4先变窄后加宽,在碱度为1.40时最窄,降至331℃;熔化区间t D~t S先缓慢变窄后急剧加宽,在碱度为1.00时最窄,降至47℃;滴落率先增加后降低,在碱度为1.20时滴落率最高,达到22.22%。
从软熔滴落性能角度综合考虑,实际生产热压含碳球团时其适宜的碱度范围为1.00~1.20。
2.3. 焦炭对于软融滴落性能的影响焦丁与矿石混装一方面可以回收利用焦丁,质量较差的焦丁置换焦炭,低高炉生产成本;另一方面可以改善高炉操作,高煤气利用率。
国内外对矿焦混装的研究已进行多年[7] [17]。
陈立杰[18]等人,研究发现矿焦混装对高炉综合炉料的软化区间、熔化区间、滴落率和透气性等软熔滴落性能参数有显著影响。
随着混装率提高,软化区间t40~t4稍微变宽;熔化区间t D~t S逐渐变窄,软熔带变薄且位置下移;熔滴性能总特征值明显减小,综合炉料透气性能显著改善;渣铁滴落率先增加后减少。
说明,一定程度的矿焦混装有利于改善铁矿石的软熔滴落性能。
南祥民[19]等人,通过实验,就钒钛铁矿的混装率在其软熔滴落过程中对钒还原反应的影响进行研究。
结果表明:随矿焦混装率增加,炉料的软熔滴落性能及透气性得以改善;在利于V还原的同时,Ti的还原也得以发展;从促进V还原的角度考虑,矿焦混装率应维持在50%左右为佳。
2.4. 生产方案对软融滴落性能的影响吕庆[20]等人,对宣钢12种含钛高炉炉料的化学成分及熔滴性能测试结果进行综合分析,给出宣钢2号高炉(2500 m3)、3号高炉(2000 m3)、4号高炉(1800 m3)不同原料条件下最佳的炉料结构,并对3组炉料结构进行比较。
发现对于不同的炉料结构铁矿石的软融滴落性能不同。
因此选择不同的炉料结构会对性能有所影响。
吴胜利[21]等人,试验考察不同金属化率、不同碳含量下预还原含铁炉料软熔滴落特性。
结果表明:与未还原含铁炉料相比,预还原含铁炉料的软化温度区间或软熔温度区间虽然较大,但温度区间内的料柱压差较小;熔滴温度区间内,熔化开始温度随着金属化率的增加而升高,滴落温度随铁水碳含量的增加而降低,料柱的最大压差随着金属化率的增加而减小;软熔滴落性能特征值(SD)随着金属化率和碳含量的增加而减小。
由此推测,高炉使用具有一定碳含量的预还原含铁炉料将有利于增大软化层空隙、降高国锋等低熔融层厚度,从而改善软熔带的透气性。
南祥民[19]等人,就钒钛铁矿的预还原度在其软熔滴落过程中对钒还原反应的影响进行了针对性的实验研究。
结果表明:随炉料预还原度的增加,铁中钒含量升高,同时炉料的软熔滴落性能有所改善;预还原度为80%时,铁中钒含量较预还原度60%提高了近2倍。
2.5. 煤粉对于软融滴落性能的影响热压含碳球团[8] [9] [10] [22]是一种利用煤的热塑性提高冶金性能的新型优质炼铁原料,具有高温强度高,在1000℃左右热压含碳球团的高温抗压强度在450 N/个以上,明显优于冷固结含碳球团和常见的氧化焙烧球团、还原速度快、原料适应性强等优点。
相冬文[23]等人,研究了内层为含碳球团、外层为精矿粉的双层结构复合含碳球团的软熔滴落性能,研究结果表明:双层含碳球团随温度升高,表现为先略微膨胀后有2段快速收缩的过程;当球团碳氧物质的量比为2:3时,双层球团开始软化温度比普通球团高30℃左右,软化终了温度相差不大;当球团碳氧物质的量比为1:1时,双层球团软化终了温度比普通球团低30℃左右,开始软化温度相差不大;在配碳量相同的条件下,双层含碳球团的开始熔化温度和开始滴落温度较低。